рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Железобетонные конструкции

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции - раздел Образование, Министерство Образования Республики Беларусь Учрежде...

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Полоцкий государственный университет»

Ю.В. Попков, А.И. Колтунов, А.А. Хотько

Железобетонные конструкции

для студентов специальности 1-70.02.01 «Промышленное и гражданское строительство Новополоцк, 2008 предисловие

Содержание

Рабочая программа………………………………………………………….. 1. Цель и задачи дисциплины…………………………………….. 2. Виды занятий и формы контроля знаний……………..………. 3. Тематический план лекционного курса………………..……... 4. Тематический план практических занятий…………..……….. 5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов………………………………………………………... 6. Общие методические рекомендации по изучению курса……. Курс лекций………………………………………………………………….. Раздел 1. Физико-механические свойства материалов железобетона и основы метода расчета конструкций по предельным состояниям………. Лекция 1. Сущность железобетона. Исторический очерк и перспективы развития железобетонных конструкций……………………………..…….. Лекция 2. Физико-механические свойства бетона. Прочностные характеристики бетона……………………………………………………………. 2.1. Общие сведения о сопротивлении бетона…………….……... 2.2. Прочностные характеристики бетона…………………..……. 2.3. Сопротивление бетона растяжению…………………………. Лекция 3. Деформативные свойства бетона………………………….……. 3.1. Диаграмма деформирования бетона…………………………. 3.2. Деформативность бетона…………………………………....... 3.3. Объемные деформации бетона…….…………………………. 3.4. Температурные деформации бетона…………………………. 3.5. Силовые деформации бетона………………………………… 3.6. Деформации бетона при однократном кратковременном загружении……………………………………………………………. 3.7. Деформации бетона при длительном действии нагрузки. Ползучесть бетона…………………………………………………. Лекция 4. Арматура для железобетонных конструкций………………….. 4.1. Требования, предъявляемые к арматуре…………………….. 4.2. Механические свойства арматурных сталей………………... 4.3. Классы арматуры, соответствующие им нормативные и расчетные сопротивления…………………………………………. 4.4. Деформативные характеристики арматуры…………………. 4.5. Арматурные изделия………………………………..………… Лекция 5. Физико-механические свойства железобетона………….......... 5.1. Совместная работа арматуры с бетоном…………………….. 5.2. Усадка и ползучесть железобетона…………………………... Лекция 6. Стадии напряженно-деформированного состояния сечений, нормальных к продольной оси железобетонного элемента……………… Лекция 7. Основы расчета железобетонных конструкций………………. 7.1. Метод предельных состояний………………………………... 7.2. Воздействия на железобетонные конструкции в методе предельных состояний…………………………………………….. 7.3. Нормативные и расчетные характеристики материалов в методе предельных состояний……………………………………. Вопросы к тестовому контролю……………………………………………. Раздел 2. Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям……………………………………………………………………... Лекция 8. Прочность сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций в методе предельных усилий……………..……… 8.1. Общие положения…………………………………..………… 8.2. Критерий, определяющий расчетный случай разрушения…. 8.3. Расчетные уравнения…………………………………….……. Лекция 9. Общий и упрощенный деформационные методы расчета прочности сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил……………………………………………………………………………. 9.1. Общий метод…………………………………………………... 9.2. Упрощенный деформационный метод………………….…… Лекция 10. Прочность сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем……………………………………………………………………………. 10.1. Основные положения расчета………………………………. 10.2. Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых элементов стержневых систем………………….. 10.3. Классификация конструкций по характеру проявления продольного изгиба………………………………………………... 10.4. Расчетные длины сжатых элементов……………………….. 10.5. Метод расчета, основанный на проверке «устойчивой прочности» гибкого элемента…………………………………….. 10.6. Упрощенный нелинейный расчет (метод определения кривизны)…………………………………………………………... Лекция 11. Прочность растянутых элементов…………………………….. 11.1. Центрально растянутые элементы………………………….. 11.2. Внецентренно растянутые элементы……………………….. Лекция 12. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии поперечных сил………………………………………………………. 12.1. Формы разрушения наклонного сечения………….…… 12.2. Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования………………………………... 12.3. Расчет элементов на действие поперечной силы на основе расчетной модели наклонных сечений………………………….... Лекция 13. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)…………………………………………………………….....………. 13.1. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента………………………………….. 13.2. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)………… Лекция 14. Прочность железобетонных элементов при местном действии нагрузок……………………………………………………..…………... 14.1. Расчет бетонных элементов по прочности на смятие……... 14.2. Расчет прочности на смятие элементов с косвенным армированием………………………………………………………… 14.3. Расчет на отрыв………………………………………………. 14.4. Расчет на продавливание……………………………………. Лекция 15. Усталостная прочность конструкций……………….………… Лекция 16. Расчет трещиностойкости железобетонных конструкций…... 16.1.Сопротивление железобетонного элемента раскрытию нормальных трещин……………………………………………….. 16.2. Расчет ширины раскрытия наклонных трещин……………. Лекция 17. Расчет железобетонных конструкций по деформациям……... 17.1. Предельно допустимые прогибы…………………………… 17.2. Расчетные модели для определения прогибов…………….. 17.3. Прогибы железобетонных элементов, работающих без трещин……………………………………………………………… 17.4. Прогибы железобетонных элементов, работающих с трещинами……………………………………………………………... Лекция 18. Требования по конструированию железобетонных конструкций………………………………………………………………….…….. 18.1. Защитный слой бетона………………………………..……... 18. 2. Предельное содержание арматуры в сечении……………... 18.3. Минимальные размеры поперечного сечения……………... 18.4. Расстояния между стержнями продольной арматуры…….. 18.5. Расстояние между стержнями поперечной арматуры……... 18.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней…………... Раздел 3. Предварительно напряженные конструкции …………………... Лекция 19. Общие сведения о предварительно напряженных конструкциях………………………………………………………………... 19.1. Общие сведения……………………………………………… 19.2. Классификация предварительно напряженных конструкций…………………………………………………………………... 19.3. Технология создания предварительного напряжения в конструкциях………………………………………………………. 19.4. Сущность предварительно напряженных конструкций…... Лекция 20. Потери предварительного напряжения……………………….. 20.1. Назначение величины предварительного напряжения……. 20.2. Виды потерь предварительного напряжения………………. 20.3. Определение потерь предварительного напряжения……… 20.4. Усилие предварительного обжатия………………………… 20.5. Нормальные напряжения при обжатии…………………….. Лекция 21. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций………………………………………………………………… 21.1. Общие положения…………………………………………… 21.2. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям первой группы…………... 21.3. Особенности расчетов предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям второй группы…………... 21.4. Расчет предварительно напряженной конструкции при передаче усилия предварительного обжатия……………………….. Лекция 22. Требования по конструированию предварительно напряженных железобетонных конструкций……………………………………. 22.1. Общие положения…………………………………………… 22.2. Размещение арматуры в сечении……………………………... 22.3. Защитный слой бетона………………………………………... 22.4. Требования к анкеровке напрягаемой арматуры…………….. Руководство к практическим занятиям……………………………………. Общие требования…………………………………………………………... Тема 1. Расчет прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающих моментов... Тема 2. Определение размеров прямоугольного профиля и расчет площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов из условия прочности нормальных сечений при действии изгибающих моментов ……………………………..…………………………... Тема 3. Расчет прочности нормальных сечений и площади продольной арматуры железобетонных элементов таврового профиля при действии изгибающего момента………………………………….…………………... Контрольная работа №1…………………………………………………… Тема 4. Расчет прочности и площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем………………………………………………………………... Тема 5. Расчет прочности и площади поперечной арматуры наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов……….………………... Тема 6. Расчет прочности и площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов по общему деформационному методу с применением программного комплекса «Бета»………………... Контрольная работа №2…………………………………………………… Вопросы к экзамену………………………………………………………… Приложения………………………………………………………………….. Приложение 1. Прочностные и деформационные характеристики тяжелых и мелкозернистых бетонов Приложение 2. Характеристики арматуры Приложение 3. Сортамент арматуры Приложение 4. Соотношение между диаметрами свариваемых стержней в сварных сетках и каркасах Приложение 5. Минимально допустимая толщина защитного слоя Приложение 6. Минимальная площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах. Минимальная площадь сечения поперечной арматуры в железобетонных элементах. Приложение 7. Таблица для практического расчета изгибаемых элементов симметрического сечения (бетон классов по прочности при сжатии С¹²/₁₅÷С⁵⁰/₆₀) Приложение 8. Значения коэффициентов для определения параметров сжатой зоны бетона упрощенного деформационного метода (параболически линейная диаграмма). Приложение 9. Руководство к применению программы БЕТА для расчета прочности сечений, нормальных к продольной оси Приложение 10. Термины и определения

248255256259

Рабочая программа

Учебная дисциплина «Железобетонные конструкции» изучается в 6, 7 и 8 семестрах. Данная рабочая программа включает часть дисциплины 6 семестра обучения, рассматривающую основополагающие разделы теории железобетона: физико-механические свойства материалов, основы расчета конструкций по предельным состояниям, нормированные методы расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы и конструктивные требования проектирования.

Цель и задачи дисциплины

Курс «Железобетонные конструкции» имеет особую значимость в подготовке инженера-строителя в части расчета и конструирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций с использованием новых научных достижений в области материаловедения, технологии бетона, сопротивления бетона и арматуры внешним воздействиям, принципов проектирования железобетонных конструкций зданий и сооружений.

Цель части первой дисциплины – получение студентами знаний о физико-механических свойствах материалов железобетона, приобретение навыков расчета и конструирования железобетонных конструкций. Материал первой части позволяет освоить теорию и применять в решении практических задач нормативные документы.

В результате изучения первой части дисциплины «Железобетонные конструкции» специалисту необходимо знать:

- сущность железобетона и перспективы развития железобетонных конструкций;

- физико-механические свойства бетона, арматуры для железобетонных конструкций и железобетона как комплексного материала;

- конструктивные требования, предъявляемые при проектировании железобетонных конструкций,

необходимо уметь:

- пользоваться современными достижениями экспериментальных исследований железобетонных элементов, при различных видах силовых воздействий;

- выполнять расчеты прочности сечений, нормальных и наклонных к продольной оси железобетонных конструкций при действии поперечных, продольных сил и изгибающих моментов (в том числе с использованием ЭВМ);

- производить расчеты железобетонных конструкций при местном действии нагрузок, расчеты усталостной прочности.

Виды занятий и формы контроля знаний

Виды занятий, формы контроля знаний	Дневная форма обучения
Курс
Семестр
Лекции, час
Практические (семинарские), часов (недели)	16 (9 – 16)
Всего аудиторных часов
Экзамен (семестр)
Контрольные работы (недели)	12, 16
Тестирование (недели)

Тематический план лекционного курса

Тематический план практических занятий

Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов

Очень важно организовать учебный процесс таким образом, чтобы каждый студент стремился к постоянному совершенствованию своих знаний, самостоятельной работе с учебным и научным материалом, нормативной базой. Суть рейтингового контроля заключается в том, что учебная деятельность каждого студента по всем ее видам и на всех ее этапах оценивается в баллах, которые по определенным правилам объединяются в суммарный показатель – рейтинг студента.

Рейтинговая система разработана в соответствии с Положением о рейтинговой системе контроля успешности обучения студентов в ПГУ, одобренном 25 марта 2005г. и утвержденном приказом №123 от 3 мая 2005г.

Рейтинг студентов по дисциплине «Железобетонные конструкции» определяется суммой баллов, заработанных студентом. Успешность изучения дисциплины слагается из следующих критериев:

-отношение к изучению дисциплины (отсутствие пропусков учебных занятий без уважительных причин, добросовестность отношения, своевременность выполнения контрольных работ. Добросовестное отношение студента оценивается в 250 баллов, в том числе 50 баллов за 100%-ное посещение лекций, 50 балов за 100%-ное посещение практических занятий и 150 баллов за активную работу на занятиях, своевременность выполнения контрольных работ;

- уровень знаний и умений (устанавливается на практических занятиях по результатам тестирования, контрольных работ). Наивысшая оценка по результатам тестирования составляет 250 баллов. Изучение раздела 1 теоретического курса считается успешным, если количество набранных при тестировании баллов составляет 200 и более. Наивысшая оценка по каждой контрольной работе составляет 100 баллов. Выполнение контрольных работ считается успешным, если студент выполняет задание каждой контрольной работы на 75% и более;

- творческая активность ( предполагается участие в Республиканском конкурсе студенческих научных работ по дисциплине, в студенческих конференциях, наличие научных публикаций). Наивысшая оценка за творческую активность составляет 1000 баллов. Конкретная оценка в зависимости от уровня творческих достижений устанавливается преподавателем;

-результаты итогового контроля (экзамен). В экзаменационном билете – 2 вопроса (по одному из разделов дисциплины) и задача. Наивысшая оценка – 700 баллов, в том числе 200 баллов за ответ на каждый вопрос и 300 баллов за решение задачи.

Сумма баллов, заработанных студентом в течение семестра и на экзамене, образует рейтинг обучения по дисциплине «Железобетонные конструкции». Изучение дисциплины считается успешным, если рейтинг составляет 600 баллов и более.

Перевод рейтинга обучения студента в официальную систему оценок осуществляется согласно следующей шкале перевода (рейтинг- лист):


0£ R <300	300£ R <500	500£ R <600	600£ R <650	650£ R <700

700£ R <800	800£ R <850	850£ R <950	950£ R <975	R ³975

Общие методические рекомендации по изучению курса

При изучении курса «Железобетонные конструкции» студентам следует использовать следующую литературу:

Основная

1. Железобетонные конструкции. Основы теории, расчета и конструирования// Курс лекций для студентов строительных специальностей. Под ред. проф. Т.М. Пецольда и проф. В.В. Тура.– Брест, БГТУ, 2002 – 466 с., с илл.

2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1985. – 728с.

Дополнительная

4. ТКП EN 1992-1-1-2009 – «Проектирование железобетонных конструкций» 5. СНиП 2.07.01–85 «Нагрузки и воздействия».– Госстрой СССР.– М.: ЦИТП… 6. ТУ РБ 04778771–001–93 «Сталь стержневая арматурная механически и термически упрочненная периодического профиля.…

Лекция 1. СУЩНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА.

Исторический очерк и перспективы развития

Железобетонных конструкций

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал в виде рационально соединенных для совместной работы в конструкции бетона и… Эффективность железобетона объясняется следующими его свойствами: • благодаря хорошему сцеплению арматуры с бетоном, обеспечиваются совместные деформации до определенного уровня…

Ориентировочное сравнение свойств обычных железобетонных и предварительно напряженных конструкций

Технологические особенности изготовления железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции могут быть:

• сборными

• монолитными

• сборно-монолитными

Основные этапы развития железобетона

• 1850 г. - Ламбо построил лодку из цементного раствора армированную железом, которая демонстрировалась на Всемирной выставке в Париже в 1855… • В 1861 г. парижский садовник Ж. Монье начал изготавливать переносные кадки… • В семидесятых–восьмидесятых годах в разных странах был внесен ряд предложении по армированию железобетонных плит. …

Перспективы развития бетонных и железобетонных конструкций

– разработка высокопрочных, быстротвердеющих легких и коррозионностойких бетонов с применением химических добавок; особая роль здесь отводится… – разработка новых видов сборных, сборно-монолитных и монолитных… – создание новых типов стальной и неметаллической арматуры;

Вопросы для самоконтроля

1. В чем состоит сущность железобетона?

2. Что произойдет при изменении температуры, если в бетоне () установить арматуру из алюминиевых сплавов ()?

3. Каковы преимущества и недостатки железобетона?

4. Каковы основные этапы развития железобетона?

5. Каковы пути совершенствования железобетонных конструкций?

Лекция 2. Физико-механические свойства бетона. Прочностные характеристики бетона

Общие сведения о сопротивлении бетона

Бетон, являясь искусственным композитным материалом, состоит одновременно из трех материальных фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердую фазу или жесткий скелет структуры формируют зерна крупного и мелкого заполнителя, непрогидратировавшие зерна цемента, объединенные кристаллическим сростками, являющимися продуктами гидратации цемента. Жесткий скелет заполнен коллоидальным раствором продуктов гидратации цемента (жидкая фаза), а также воздухом (газообразная фаза), содержащимся в структурных порах. Таким образом, структура бетона содержит начальные дефекты и повреждения, определяющие его поведение под нагрузкой, а также при различных физических и химических воздействиях. При действии кратковременной сжимающей нагрузки зависимость, связывающую напряжения и деформации бетона (диаграмма деформирования), можно условно разделить на четыре характерных участка, соответствующих определенным стадиям процесса микротрещинообразования структуры (рис. 2.1).

1 – контактные микротрещины; 2 – комбинированные микротрещины;

3 – микротрещины в растворной матрице; 4 – магистральная трещина

Рис.2.1. Формирование и развитие микротрещин

в модельной структуре бетона

Начальный участок зависимости можно считать практически линейными. На этой стадии наблюдается незначительное увеличение числа контактных микротрещин на границе частиц заполнителя и цементного камня.

На второй стадии микротрещинообразования наблюдается интенсивное увеличение длины, ширины раскрытия и числа контактных микротрещин, что приводит к появлению нелинейного участка на графике зависимости «напряжения–деформации». Эта стадия характеризуется незначительным количеством микротрещин в цементном камне. Вместе с тем на второй стадии начинают появляться комбинированные микротрещины, объединяющие, главным образом, контактные микротрещины вокруг зерен заполнителя. Следует отметить, что формирование этих трещин, хотя и не нарушает стабильного состояния системы, приводит к скольжению зерен заполнителей относительно матрицы. Этим обусловлено проявление ярко выраженных неупругих свойств бетона на участке II диаграммы деформирования (см. рис. 2.1).

В третьей стадии увеличивается число и суммарная длина комбинированных трещин, возрастает их ширина раскрытия. На этой стадии начинают формироваться ярко выраженные микротрещины в цементном камне. Однако интенсивное развитие комбинированных микротрещин не ведет к незамедлительному исчерпанию прочности материала.

Появление нисходящей ветви на диаграмме деформирования бетона (участок IV) обусловлено интенсивным развитием глобальных или магистральных трещин, приводящих, в конечном итоге, к физическому разрушению материала.

В зависимости от вида напряженно-деформированного состояния, которое испытывает образец бетона при испытаниях (двух-, трехосное сжатие, сжатие–растяжение и т.д.), изменяются условия формирования и развития структурных микротрещин и, как следствие, его прочностные и деформативные характеристики.

Прочностные характеристики бетона

Непосредственно вытекающими из определенной средней прочности бетона на сжатие являются следующие величины: - гарантированная прочность бетона, определяемая как прочность бетона на… - нормативное сопротивление бетона сжатию (fck)– контролируемая прочностная характеристика бетона, определяемая с…

Геометрическая форма и размеры опытных образцов, принимаемых при оценке прочностных и деформационных характеристик бетона

Рис.2.2. Влияние отношения (h/b; l/Æ) на прочность бетонных образцов в… В связи с этим, в обозначении класса бетона по прочности в нормах содержится два числа: одно из них (над чертой)…

Сопротивление бетона растяжению

(2.5) где fctm, fcm – соответственно средняя прочность бетона на растяжение и на… ar=0,3 –опытный (эмпирический) коэффициент.

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой структура бетона?

2. Какие стадии диаграммы деформирования «»характеризуют процесс микротрещинообразований в структуре бетона при сжатии?

3. Какие формы образцов бетона применяют для контроля его прочности при сжатии и растяжении?

4. Как влияют размеры образцов на прочность бетона при сжатии?

5. Что означает гарантированная прочность бетона? С какой обеспеченностью она назначается?

6. Что такое «класс бетона по прочности на сжатие»?

7. Каковы основные показатели прочности бетона, и как они устанавливаются?

8. Как влияет время и условия твердения на прочность бетона?

9. Как влияют на прочность бетона длительно действующая и многократно повторная нагрузка?

10. Что такое марка бетона?

Лекция 3. Деформативные свойства бетона

Диаграмма деформирования бетона

В соответствии с положениями норм по проектированию железобетонных конструкций диаграмму деформирования (состояния) бетона, устанавливающую связь…

Деформативность бетона

В бетоне принято различать деформации двух видов:

а) объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, набухания, расширения (физико-химического или (и) температурного);

б) силовые, развивающиеся, главным образом, вдоль направления действующих усилий; силовым продольным деформациям соответствуют вполне определенные поперечные деформации, характеризуемые коэффициентом поперечной деформации (коэффициентом Пуассона).

Объемные деформации бетона

Усадку принято подразделять на две составляющие: – химическую усадку, связанную с потерей воды при протекании процессов… – физическую усадку, обусловленную потерей части свободной влаги бетона при ее испарении из открытых пор и капилляров…

Температурные деформации бетона

Нормы по проектированию железобетонных конструкций в интервале температур от –20 до +100 °С рекомендуют принимать значения коэффициента температурного расширения равным a_t = 1´10^–5 1/°С. В наиболее часто встречаемых эксплуатационных ситуациях это значение мало отличается от коэффициента температурного расширения стали (1,2´10^–5 1/°С).

Силовые деформации бетона

Если бетон подвергнуть попеременно нагрузке и разгрузке (циклическим нагружениям), то на полученном графике отчетливо выделяется участок остаточных относительных деформаций, который увеличивается с ростом количества циклов нагружения (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Зависимость «s–e» при циклических нагружениях бетона.

Поэтому, силовые относительные деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия подразделяют на:

а) относительные деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой;

б) относительные деформации при длительном действии однократно приложенной нагрузки;

в) относительные деформации при многократно повторяющемся действии нагрузки.

Деформации бетона при однократном

Кратковременном загружении

Модуль деформаций бетона

Учитывая нелинейную связь между напряжениями и деформациями обычно используют при определении модуля продольных деформаций: – мгновенный модуль полных деформаций Ес, выражаемый тангенсом угла наклона…

Значения относительных деформаций в параметрических точках диаграммы деформирования бетона при осевом сжатии

Нормы устанавливают значения относительной деформации eс1 в зависимости от класса бетона, соблюдая установленную тенденцию к ее возрастанию с ростом… Если принятые в нормах численные значения относительной деформации eс1… Коэффициент поперечных деформаций бетона при сжатии или так называемый коэффициент Пуассона принимают равным =0,20. В…

Деформации бетона при длительном действии нагрузки.

Ползучесть бетона

Изменение величины деформаций ползучести в зависимости от скорости начального нагружения показано на рис. 3.7. В общем случае величина деформации… - возраст бетона в момент нагружения; - относительный уровень напряжений, действующих на бетонный образец;

Вопросы для самоконтроля

1. Как получить диаграмму деформирования «» при осевом кратковременном сжатии в виде обобщенной характеристики механических свойств бетона?

2. Какие параметрические точки диаграммы «» регламентируются нормами проектирования?

3. Как влияют на форму диаграммы «» изменения прочности бетона и скорость нагружения?

4. Какие факторы вызывают проявления объемных деформаций бетона?

5. Из каких слагаемых состоит полная деформация бетона при однократном кратковременном нагружении?

6. Что какое «модуль продольных деформаций» бетона, и какова его геометрическая интерпретация?

7. Как влияют на диаграмму деформирования бетона факторы многократно повторного и длительного нагружения?

Лекция 4. Арматура для железобетонных

Конструкций

Требования, предъявляемые к арматуре

К арматуре, применяемой в железобетонных и предварительно напряженных конструкциях, предъявляют следующие требования: - максимально высокое нормативное сопротивление (физический или условный… - хорошие упругие свойства (высокие значения характеристики предела упругости и пропорциональности), что важно для…

Механические свойства арматурных сталей

В зависимости от механических свойств арматурные стали традиционно принято разделять на две группы: так называемые «мягкие» стали, имеющие… Для «твердых» сталей, для которых наблюдается постепенный, плавный переход в…

Классы арматуры, соответствующие им нормативные

И расчетные сопротивления

Арматура для конструкций без предварительного напряжения

По способу производства ненапрягаемая арматура может быть горячекатанной, термомеханически упрочненной и холоднодеформированной. Требования к… Для арматурных сталей, применяемых в железобетонных конструкциях, установлены… а) мгновенная прочность при растяжении или временное сопротивление при разрыве ft, определяемое непосредственно при…

Деформативные характеристики арматуры

а) б) Рис. 4.3. Расчетные диаграммы для арматуры

Арматурные изделия

Сварные сетки изготавливают из арматурной проволоки диаметром 3-5мм и арматуры класса S400 диаметром 6 – 10мм. Сетки бывают рулонные и плоские.… Сварные каркасы изготавливают из одного или двух продольных рабочих стержней,… В целях экономии металла возможно применение при изготовлении конструкций неметаллической арматуры. Так…

Вопросы для самоконтроля

1. В чем назначение арматуры в железобетоне?

2. Как подразделяется арматура по своему назначению и технологии изготовления?

3. Какие требования предъявляются к арматуре железобетонных конструкций?

4. Какие параметрические точки диаграммы «» при растяжении регламентируются нормами проектирования?

5. Как изобразить диаграмму растяжения различных арматурных сталей?

6. Что такое физический предел текучести и условный предел текучести стали?

7. Чем характеризуются пластические свойства арматурной стали?

8. Какие применяют арматурные сварные изделия?

Лекция 5. физико-механические свойства

Железобетона

Совместная работа арматуры с бетоном

Совместная работа бетона и арматуры в железобетонной конструкции становится возможной благодаря выполнению следующих условий: – бетон и арматура имеют достаточно близкие значения коэффициента… – силы сцепления, возникающие по границе контакта между бетоном и арматурой обеспечивают выполнение условия равенства…

Усадка и ползучесть железобетона

При усадке железобетона растягивающие напряжения в бетоне зависят от свободной усадки бетона, коэффициента армирования, класса бетона. С увеличением… В статически неопределимых железобетонных конструкциях лишние связи… Ползучесть железобетона является следствием ползучести бетона. Стальная арматура, как и при усадке, становиться…

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы условия совместной работы и факторы, обеспечивающие прочность сцепления арматуры и бетона?

2. От чего зависит длина анкеровки арматурных стержней в бетоне?

3. Как отражается усадка и ползучесть бетона на работе железобетонных конструкций?

4. В чем назначение защитного слоя бетона в конструкциях и как определяется его толщина?

5. Как воздействует окружающая среда эксплуатации на железобетонные конструкции?

Лекция 6. Стадии напряженно-деформированного

Состояния сечений, нормальных к продольной оси железобетонного элемента

В качестве иллюстрации рассмотрим последовательность изменения напряженно-деформированного состояния нормального сечения однопролетной свободно… Пусть до начала испытаний нагрузкой опытная балка была оснащена следующими… – для измерения продольных относительных деформаций (Dlb) в разных уровнях по высоте сечения, что необходимо для…

Вопросы для самоконтроля

1. Как протекает и чем заканчивается 1-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

2. Как развивается процесс образования и раскрытия трещин во 2-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

3. Объясните физическую сущность случаев разрушения по нормальному сечению в 3-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

4. В чем состоит особенность (характерные черты) трех стадий напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов под нагрузкой?

Лекция 7. ОСНОВЫ РасчетА железобетонных

Конструкций

Метод предельных состояний

Предельным состоянием является такое состояние, при достижении которого конструктивная система или составляющий ее элемент перестают удовлетворять… При расчетах железобетонных конструкций выделяют две группы предельных… – предельные состояния первой группы, связанные с потерей прочности, устойчивости и другими формами разрушения…

Воздействия на железобетонные конструкции

В методе предельных состояний

силы, приложенные непосредственно к конструкции и вызывающие в ее элементах напряжения либо перемещения, определяемые термином «прямое воздействие»… вынужденные деформации элементов конструкций, вызванные перемещениями связей,… Воздействия подразделяются в зависимости от характера их изменения во времени и в пространстве. Первая группа,…

Нормативные и расчетные характеристики материалов

В методе предельных состояний

Для того, чтобы обеспечить требуемую надежность конструкции, необходимо для бетона или арматурной стали данного класса назначить такие величины… Изменчивость прочности бетона и арматуры принято характеризовать так… На основании полученной кривой распределения могут быть выведены следующие обобщенные статистические характеристики: …

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под предельным состоянием конструктивной системы или ее элемента?

2. Какие выделены группы предельных состояний и какие расчеты конструкций они включают?

3. На какие виды и группы воздействий рассчитываются железобетонные конструкции в методе предельных состояний?

4. Что представляет собой система частных коэффициентов безопасности в методе расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям?

5. Как устанавливаются нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры с учетом вероятностного подхода оценки изменчивости их прочностных характеристик?

6. В чем заключается расчет прочности железобетонных конструкций по 1-й группе предельных состояний?

7. В чем заключается расчет трещиностойкости и по деформациям железобетонных конструкций во 2-й группе предельных состояний?

Вопросы к Тестовому контролю

1. В чем состоит сущность железобетона и почему высокопрочную арматуру нельзя использовать без предварительного напряжения?

2. Что представляет собой структура бетона?

3. Какие формы образцов бетона применяют для испытания его прочности при сжатии и растяжении?

4. Что означает гарантированная прочность бетона? С какой обеспеченностью она назначается?

5. Что такое «класс бетона по прочности на сжатие»?

6. Что такое марка бетона?

7. Какие параметрические точки диаграммы «» регламентируются нормами проектирования?

8. Какие факторы вызывают проявления объемных деформаций бетона?

9. Из каких слагаемых состоит полная деформация бетона при однократном кратковременном нагружении?

10. Что какое «модуль продольных деформаций» бетона, и какова его геометрическая интерпретация?

11. Как подразделяется арматура по своему назначению и технологии изготовления?

12. Какие параметрические точки диаграммы «» при растяжении регламентируются нормами проектирования?

13. Как изобразить диаграмму растяжения различных арматурных сталей?

14. Что такое физический предел текучести и условный предел текучести стали?

15. Каковы условия совместной работы и факторы, обеспечивающие прочность сцепления арматуры и бетона?

16. От чего зависит длина анкеровки арматурных стержней в бетоне?

17. Как отражается усадка и ползучесть бетона на работе железобетонных конструкций?

18. В чем назначение защитного слоя бетона в конструкциях и как определяется его толщина?

19. Как протекает и чем заканчивается 1-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

20. Как развивается процесс образования и раскрытия трещин во 2-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

21. Объясните физическую сущность случаев разрушения по нормальному сечению в 3-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

22. Что понимается под предельным состоянием конструктивной системы или ее элемента?

23. Какие выделены группы предельных состояний и какие расчеты конструкций они включают?

24. Как устанавливаются нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры с учетом вероятностного подхода оценки изменчивости их прочностных характеристик?

25. В чем заключается расчет прочности железобетонных конструкций по 1-й группе предельных состояний?

26. В чем заключается расчет трещиностойкости и по деформациям железобетонных конструкций во 2-й группе предельных состояний?

Раздел 2. Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям

Лекция 8. прочность сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций

В методе предельных усилий

Общие положения

Расчет прочности нормальных сечений простой симметричной формы (прямоугольные, тавровые, двутавровые) с арматурой, сосредоточенной у наиболее… Предельное усилие в бетоне сжатой зоны определяется напряжением, равным… Предельное усилие в арматуре растянутой зоны определяется напряжениями, равными расчетному сопротивлению арматуры…

Классификация методов расчета железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента при действии изгибающего момента и продольных сил.

Метод расчета	Вид диаграммы деформирования бетона	Характер эпюры напряжений сжатой зоны	Область применения метода расчета
Общий деформационный	Параболическая с ниспадающей ветвью	Криволинейная	Расчет конструкции по прочности сечения любой формы с произвольным расположением арматуры при любой схеме приложения продольной силы и изгибающих моментов
Упрощенный деформационный	Параболически линейная	Криволинейная
Билинейная	Трапецеидальная
Предельных усилий	Жесткопластическая	Прямоугольная	Расчет конструкций по прочности сечений, имеющих простую симметричную форму (прямоугольную, тавровую, двутавровую), с арматурой, сосредоточенной у наиболее растянутой и наиболее сжатой граней и усилиями, действующими в плоскости симметрии сечения элемента: при выполнении условия x≤x_lim·d для конструкций, изготовленных из бетона класса не более С50/60; при выполнении условия x>x_lim·d для конструкций, изготовленных из бетона класса С25/30 и ниже с арматурой классов S240, S400, S500.

Критерий, определяющий расчетный случай разрушения

На основании принципа А.Ф. Лолейта расчет нормального сечения по прочности производят, используя только лишь условия статического равновесия.… Как было показано ранее, в третьей стадии напряженно-деформированного…

Расчетные уравнения

, (8.6) где: MSd –расчетный момент в рассматриваемом сечении, вызванный действием… MRd –предельный момент, воспринимаемый сечением при заданных геометрических размерах, прочностных характеристиках…

Вопросы для самоконтроля

1. Какие методы используются для расчетов прочности железобетонных элементов по сечениям, нормальным к продольной оси при действии изгибающего момента и продольной оси?

2. Какие виды диаграмм деформирования и формы эпюр напряжений в бетоне сжатой зоны применяются в методах расчета прочности железобетонных элементов при действии изгибающего момента и продольной силы?

3. Какова область применения расчета прочности сечений при действии изгибающего момента и продольной силы по методу предельных усилий?

4. По какому критерию определяется расчетный случай разрушения нормальных сечений конструкций при действии изгибающего момента и продольной силы в методе предельных усилий?

5. Как изображается эмпирическая зависимость деформаций и напряжений в растянутой арматуре от относительной высоты сжатой зоны?

6. Что такое граничная относительная высота сжатой зоны сечения элемента и от чего она зависит?

7. Как записать основные расчетные формулы условий обеспечения прочности по нормальным сечениям для элементов прямоугольного профиля?

8. Какие условия определяют необходимость установки сжатой арматуры?

9. Какие условия обеспечивают прочность изгибаемых элементов прямоугольного профиля с двойной арматурой?

10. Какие условия обеспечивают прочность изгибаемых элементов таврового профиля?

11. Как определить положение границы сжатой зоны и расчетный случай для таврового профиля?

12. Какие установлены требования к вводимой в расчет прочности ширины свесов сжатой польки элементов таврового профиля?

Лекция 9. Общий и упрощенный деформационные

Методы расчета прочности сечений при действии

Изгибающих моментов и продольных сил

Общий метод

– уравнения равновесия моментов и продольных сил в нормальном сечении; – уравнения, определяющие связь между напряжениями и деформациями бетона и… – уравнения, описывающие распределение относительных деформаций в бетоне и арматуре в пределах нормального сечения,…

Упрощенный деформационный метод

Предпосылки и допущения метода

- уравнения равновесия моментов и продольных сил; - уравнения совместности деформаций, определяющие распределение деформаций в… - уравнений, устанавливающих связь между напряжениями и относительными деформациями для бетона и арматуры в виде…

Расчетные уравнения

или (9.18) рассчитывают высоту сжатой зоны (9.19) Если при полученном значении х удовлетворяется условие x £ xlim, прочность сечения определяют из уравнения…

Вопросы для самоконтроля

1. Какие расчетные предпосылки приняты в общем деформационном методе расчета прочности сечений при действии изгибающего момента и продольной силы?

2. Как записать в общем виде систему уравнений для деформационного метода расчета прочности сечений?

3. Какие критерии исчерпания прочности железобетонной конструкции по нормальному сечению приняты в общем деформационном методе?

4. Какие расчетные предпосылки приняты в упрощенном деформационном методе расчета прочности нормальных сечений?

5. Как изобразить расчетную схему сечений прямоугольного профиля с двойным армированием для упрощенного деформационного метода определения прочности?

6. Как записать расчетные уравнения определения прочности нормальных сечений для упрощенного деформационного метода?

Лекция 10. прочность сечений при действии

Изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем

Основные положения расчета

Железобетонные элементы работают неупруго (особенно в стадии, близкой к разрушению), их жесткости переменны по длине элемента и неизвестны до… В качестве примера рассмотрим железобетонный элемент, загруженный продольной… Внутренние усилия, которые воспринимает сечение сжатого элемента, зависят от прочностных и деформационных…

Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых элементов стержневых систем

– методы первой группы – нелинейные методы расчета, допускающие упрощения при определении схемы нагрузок, эпюр усилий и перемещений; использующие… – методы второй группы – методы, в которых выполняют проверку прочности…

Классификация конструкций по характеру

Проявления продольного изгиба

при n £ 3 a £ 0,2 + 0,1n; при n ³ 4 a £ 0,6, где: n – количество этажей;

Расчетные длины сжатых элементов

. (10.8) В геометрической интерпретации расчетной длиной стойки l0 является такая… . (10.9)

Метод расчета, основанный на проверке

Метод «устойчивой прочности» относится к методам второй группы. Если принять, что упругая линия внецентренно сжатого элемента с шарнирными… (10.17) где f – прогиб элемента в середине пролета,

Упрощенный нелинейный расчет (метод определения кривизны)

, (10.36) где: e0 – начальный эксцентриситет продольной силы, определяемый по формуле: … ; (10.37)

Вопросы для самоконтроля

1. В чем сущность расчета элементов статически неопределимых систем с учетом физической и геометрической нелинейности железобетона? Как записать в общем виде условия равновесия для расчета сечений с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем?

2. Какие допущения применяются в приближенных методах учета продольного изгиба при расчете сжатых (условно изолированных) элементов стержневых систем?

3. В чем отличия работы связевых и рамных (несмещаемых и смещаемых) стержневых систем железобетонных конструкций каркасов зданий?

4. По какому критерию сжатые железобетонные конструкции классифицируются как короткие (негибкие), либо гибкие?

5. Как определяется расчетная длина сжатого железобетонного элемента

6. В чем заключается метод расчета «устойчивой прочности» гибких сжатых железобетонных элементов с использованием понятия условной критической силы?

7. Как определяется полный расчетный эксцентриситет продольной силы с учетомпродольного изгиба и случайного эксцентриситета?

Лекция 11. прочность растянутых элементов

Центрально растянутые элементы.

Разрушение центрально растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины, он выключается из работы, а напряжения в арматуре для сечения, пронизанного трещиной, достигают предельных значений (физического или условного предела текучести). Условия равновесия для центрально растянутого элемента имеют вид:

(11.1)

или, записав равнодействующую F_st в напряжениях,

. (11.2)

Требуемую площадь растянутой арматуры из ф. (11.2) определяют:

, (11.3)

где f_yd – расчетное сопротивление растянутой арматуры.

Внецентренно растянутые элементы

Если продольное растягивающее усилие располагается по отношению к сечению таким образом, что все сечение оказывается растянутым (случай малых… В предельном состоянии относительные деформации арматуры, располагаемой у… Условия равновесия для случая, показанного на рис. 11.1 (случай малых эксцентриситетов, когда растягивающее усилие NSd…

Вопросы для самоконтроля

1. При каких напряжениях в арматуре образуются трещины в бетоне растянутых элементов?

2. Каковы условия прочности центрально растянутых элементов?

3. По какому критерию железобетонные элементы классифицируют как растянутые с малым, либо с большим эксцентриситетом?

Лекция 12. прочность сечений, наклонных к

Продольной оси при действии поперечных сил

Формы разрушения наклонного сечения

Рис. 12.1. Схема внутренних усилий в наклонном сечении балки

Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования

(12.1) где Vsd — расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении, вызванная… VRd,ct — поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры.

Расчет элементов на действие поперечной силы на основе расчетной модели наклонных сечений

(12.10) где VRd – поперечное усилие, воспринимаемое наклонным сечением (12.11)

Вопросы для самоконтроля

1. Какие факторы вызывают образование наклонных трещин в железобетонных конструкциях?

2. Какова схема внутренних усилий в наклонном сечении балки?

3. Какие возможны четыре формы разрушения наклонного сечения железобетонной балки?

4. Какие упрощенные модели допускаются применять в расчетах прочности наклонных сечений?

5. Какими параметрами железобетонного элемента обеспечивается расчетная прочность наклонного сечения без поперечного армирования?

6. Как записать условие прочности на действие поперечной силы по наиболее опасному наклонному сечению с поперечной арматурой?

7. Как проверить прочность элементов с поперечной арматурой по наклонной полосе между диагональными трещинами?

Лекция 13. прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)

Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси

При действии изгибающего момента

MSd £ MRd, (13.11) где МSd – момент от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от… MRd – изгибающий момент, воспринимаемый сечением, относительно той же оси.

Метод ферменной аналогии (стержневая модель)

Идеализированная модель описывает поведение железобетонной балки в зоне действия изгибающих моментов и перерезывающих сил. Расчетная схема,… а) идеализированная ферма; б) заменяющая ферма с подкосами

Проверка прочности наклонного сечения

В соответствии с требованиями норм расчет прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил (рис. 13.3) следует производить из условия:

(13.5)

где V_Sd – расчетная поперечная сила, вызванная действием нагрузки;

V_Rd_,_sw – расчетная поперечная сила, воспринимаемая сечением.

Рис.13.3. К расчету прочности железобетонных элементов при действии поперечной силы по методу ферменной аналогии согласно норм

Расчет при отсутствии продольных сил, действующих на сечение

Расчетную поперечную силу, воспринимаемую элементом с поперечным армированием следует определять по формуле:

(13.6)

при

(13.7)

(13.8)

– для тяжелых и мелкозернистых бетонов

(13.9)

– для легких бетонов.

При этом предельная поперечная сила, воспринимаемая сечением, не должна превышать максимальной поперечной силы V_Rd_,_max, определяющей прочность сжатого бетонного подкоса и рассчитываемой по формуле:

(13.10)

Вопросы для самоконтроля

1. Как проверить прочность элементов с поперечной арматурой по опасному наклонному сечению на действие изгибающего момента?

2. В чем сущность метода ферменной аналогии (стержневой модели) расчета прочности наклонных сечений железобетонных элементов?

3. Как записать условие прочности наклонного сечения с поперечным армированием элементов при действии поперечной силы по методу ферменной аналогии?

Лекция 14. прочность железобетонных эллементов при местном действии нагрузок

Расчет бетонных элементов по прочности на смятие

Расчетное сопротивление бетона смятию следует определять по формуле: (14.1) где fcd – расчетное сопротивление бетона сжатию;

Расчет прочности на смятие элементов

С косвенным армированием

, (14.6) где NSd – равнодействующая расчетных усилий, действующих на поверхность смятия… fcud,ef – приведенное расчетное сопротивление бетона при местном сжатии, определяемое по формуле:

Расчет на отрыв

(14.11) где F – отрывающая сила; ds – расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

Расчет на продавливание

Согласно требованиям нормативных документов предельное состояние конструкции при местном срезе характеризуется образованием усеченной пирамиды… , (14.12) где VSd – продавливающая сила;

Вопросы для самоконтроля

1. Как определяется расчетной сопротивление бетона сжатию при расчетах прочности на действие местных сжимающих нагрузок?

2. Какое условие обеспечивает прочность бетонного элемента при действии местной сжимающей нагрузки?

3. Что учитывает в расчетах при местном сжатии приведенное расчетное сопротивление бетона?

4. Как записать условие прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения железобетонного элемента?

5. Какое условие обеспечивает прочность железобетонной конструкции при продавливании?

Лекция 15. усталостная прочность конструкций

В случае воздействия многократно повторяющихся нагрузок не следует применять бетонные и сборно-монолитные конструкции. При воздействии многократно повторяющихся нагрузок, конструкции должны… Проверка усталостной прочности основана на утверждении, что усталостные повреждения бетона и стали в рассчитываемых…

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается расчетная проверка усталостной прочности железобетонных элементов?

2. В каком диапазоне изменений напряжений допускается работа бетона и арматуры в расчетах усталостной прочности железобетонных элементов?

3. Как учитываются неупругие деформации в бетоне сжатой зоны в расчетах усталостной прочности железобетонных элементов?

Лекция 16. расчет трещиностойкости

Железобетонных конструкций

Образование и раскрытие трещин в железобетонной конструкции имеет место в стадии эксплуатации железобетонного элемента. Поэтому расчеты по… В соответствии с положениями расчета железобетонных конструкций по методу… wk £ wlim, (16.1)

Расчет ширины раскрытия наклонных трещин

Для элементов, имеющих ортогональное армирование, в случае, когда образующиеся трещины наклонены под углом к продольной оси элемента (направлению… (16.11 ) где Sr,max,x – средний шаг трещин в направлении, параллельном продольной оси;

Вопросы для самоконтроля

6. 1. Что называют трещиностойкостью железобетонных элементов?

7. 2.Как формулируются исходные положения расчета по образованию трещин при центральном растяжении и изгибе?

8. З.Чему равны внутренние усилия при образовании трещин центрально растянутого элемента?

9. 4.Каковы основные положения расчета момента образования трещин?

10. 7.В чем заключается расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элементов?

11. 8.В чем заключается физическая трактовка ширины раскрытия трещины в бетоне растянутой зоны?

12. 9.От каких факторов зависит ширина раскрытия трещин нормальных к продольных оси?

13. 11. Как определяют напряжения в бетоне и арматуре в сечениях с трещиной?

12. Каковы предпосылки расчета расстояния между трещинами в растянутой зоне при центральном растяжении и изгибе?

Лекция 17. расчет железобетонных конструкций по деформациям

В соответствии с требованиями расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы проверку по деформациям следует производить из условия:

a_k £ a_lim, (17.1)

где a_k – расчетный прогиб железобетонной конструкции от действия внешней нагрузки, мм;

a_lim – предельно допустимый прогиб, установленный нормативными документами.

Предельно допустимые прогибы

а) технологических (условия нормальной работы кранов, технологических установок, машин и т.п.); б) конструктивных (влияние соседних элементов, ограничивающих деформации,… в) эстетических (впечатление людей о пригодности конструкции);

Расчетные модели для определения прогибов

В соответствии с положениями линейной теории упругости кривизна элемента, претерпевающего деформирование под действием изгибающего момента, может… (17.2) где r – радиус кривизны деформированного элемента;

Прогибы железобетонных элементов, работающих без трещин

(17.3) где EJ(x) – изгибная жесткость сечения (х) по длине элемента. В соответствии с правилами строительной механики уравнение для определения прогиба может быть записано в виде:

Прогибы железобетонных элементов, работающих с трещинами

Рис. 17.2. Распределение изгибных жесткостей по длине железобетонного…

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы цели и задачи расчёта по деформациям?

2. Чем отличается расчёт по деформациям элементов без трещин и элементов с трещинами?

3. Какова зависимость между кривизной оси при изгибе и средними деформациями арматуры и бетона?

4. От каких факторов зависит кривизна оси при изгибе в элементах с трещинами?

5. Как определяется полная кривизна элементов с трещинами?

6. Как определить прогиб железобетонного элемента, не имеющего трещин в растянутых зонах?

7. Как определить прогиб железобетонного элемента с трещинами в растянутой зоне?

Лекция 18. требования по конструированию

Железобетонных конструкций

Защитный слой бетона

Толщину защитного слоя бетона принимают из условий защиты арматуры от коррозии, воздействия огня и обеспечения ее совместной работы с бетоном.… Толщина защитного слоя бетона не должна быть менее – диаметра арматуры (если он не превышает 40 мм);

Предельное содержание арматуры в сечении

Наибольшее содержание арматуры в сечении независимо от ее класса и класса бетона по прочности на сжатие не должно превышать 5 % в колоннах и 4 % в остальных видах железобетонных конструкций.

Минимальная площадь сечения арматуры (в процентах от площади сечения бетона, равной произведению ширины b сечения элемента на уровне центра тяжести арматуры S₁ на рабочую высоту сечения d) принимается согласно СНБ 5.03.01 в зависимости от условий работы арматуры, но в любом случае не менее 0,1%.

Минимальное содержание арматуры S₁ и S₂ во внецентренно сжатых элементах, прочность которых при расчетном эксцентриситете продольной силы используется менее чем на 50%, следует принимать равным 0,0001b×d независимо от гибкости элемента.

Минимальная площадь сечения поперечной арматуры (в процентах от площади сечения бетона, равной произведению ширины b сечения элемента (для элементов таврового и двутаврового сечений — ширины стенки b_w) на шаг s стержней поперечной арматуры) следует принимать согласно СНБ 5.03.01 в зависимости от класса бетона и арматуры, но в любом случае не менее 0,04%.

Минимальные размеры поперечного сечения

Минимальные размеры сечений следует назначать с учетом действующих усилий, требований технологического характера (защитный слой бетона, расположение арматуры, способ изготовления и т. д.), обеспечивающих надежность и долговечность конструкции, и с учетом экономических факторов.

Толщину железобетонных плит следует принимать не менее значений, указанных в таблице 18.1.

Размеры сечений внецентренно сжатых элементов следует принимать такими, чтобы их гибкость l₀/i в любом направлении не превышала 200, а для колонн, являющихся элементами зданий, не превышала 120.

Таблица 18.1

Минимально допустимая толщина железобетонных плит

Условия эксплуатации	Толщина плиты, мм
монолитной	сборной
1 Покрытие 2. Перекрытия многоэтажных жилых и общественных зданий 3. Перекрытия многоэтажных производственных зданий 4. Плиты, работающие на сосредоточенную подвижную нагрузку 5 Для плит с сосредоточенным опиранием

Расстояния между стержнями продольной арматуры

Рис. 18.1. Минимально допустимые расстояния между продольными стержнями…

Расстояние между стержнями поперечной арматуры

В плитах (высотой менее 300 мм) и балках (высотой менее 150 мм), при обеспечении прочности на поперечную силу, допускается поперечную арматуру не… а) на приопорных участках длиной 0,25l: — при h £ 450 мм — не более 0,5h и 150 мм;

Рекомендуемые диаметры арматурных стержней

Диаметры продольных стержней, устанавливаемые по расчету в сечении, не должны превышать величин, указанных в таблице 18.2. Для внецентренно сжатых элементов из монолитного бетона диаметр продольных рабочих стержней следует принимать не менее 12 мм.

Таблица 18.2

Предельно допустимые диаметры арматуры

Диаметры стержней поперечной арматуры следует принимать: а) во внецентренно сжатых линейных элементах: - в вязаных каркасах — не менее 0,25Æ рабочей арматуры и не более 12 мм;

Вопросы для самоконтроля

1. Каково назначение защитного слоя бетона железобетонных конструкций?

2. Как определяется минимально допустимая толщина защитного слоя бетона конструкций различного назначения?

3. С какой целью, и в каких случаях назначается ограничение предельного содержания арматуры в сечении железобетонных элементов?

4. По каким критериям назначаются минимальные размеры поперечного сечения железобетонных плит и внецентренно сжатых элементов?

5. Каковы конструктивные требования к минимально - и максимально допустимым расстояниям между стрежнями продольной арматуры конструкций?

6. Какие общие конструктивные требования установки поперечной арматуры в конструкциях?

7. Как назначается шаг расположения поперечной арматуры в балках и плитах?

8. Как назначается шаг расположения поперечной арматуры во внецентренно сжатых линейных элементов?

9. Какие предельно допустимые диаметры продольных и поперечных стрежней арматуры рекомендуются для использования в конструкциях?

Раздел 3. предварительно напряженные конструкции

Лекция 19. Общие сведения о предварительно напряженных конструкциях

Общие сведения

Поиск эффективных способов увеличения сопротивления конструкций из бетона действию растягивающих усилий привел к созданию предварительного напряжения. Подвергнуть предварительному напряжению какую-либо конструкцию, это значит вызвать в ней искусственным путем до приложения внешних нагрузок или одновременно с ними некоторые постоянные напряжения. При этом созданные искусственным путем начальные напряжения в сочетании с напряжениями, вызванными внешними нагрузками, должны во всех точках конструкции оставаться в пределах тех напряжений, которые материал может выдерживать неограниченно долго.

Рассмотрим два простых классических испытания. Восемь одинаковых бетонных блоков (рис. 19.1а) укладывают в ряд на горизонтальной поверхности. Блоки плотно прилегают друг к другу. Рассматриваемый составной элемент не обладает прочностью при изгибе.

Рис. 19.1.К испытанию № 1

Для устранения влияния собственного веса балку можно уложить плашмя на горизонтальную площадку и вертикально установить опоры (см. рис. 19.1б). И при таких условиях опыта балка не будет оказывать сопротивление действию изгибающих моментов.

Поставим условие, по которому балка в ненагруженном и нагруженном состоянии должна обладать достаточной прочностью (т.е. напряжения в ней по условиям опыта не превышают предельных значений, составляющих 12МПа при сжатии и нулевых – при растяжении).

Пусть на рассматриваемую балку действует равномерно распределенная нагрузка интенсивностью q = 1 кН/м. Тогда изгибающий момент в середине пролета (сечение СС’ на рис. 18.1в) составит кН×м, а напряжения будут равны МПа. Однако это невозможно, так как появление растягивающих напряжений на нижней грани (+6 МПа) приведет к раскрытию швов и балка разрушится. Таким образом, рассматриваемая балка в нагруженном состоянии не обладает достаточной прочностью, а в ненагруженном состоянии имеет избыточную прочность (поскольку в этом состоянии она не подвергается никаким напряжениям, хотя может воспринимать предельные сжимающие напряжения МПа).

Посредством какого-либо способа, балка перед испытанием на изгиб подвергается центральному (осевому), а следовательно, равномерному обжатию s_р = 6,0МПа, что соответствует усилию F=200кН (см. рис. 19.1в). Центрально приложенное сжимающее усилие в F=200кН, вызывающее предварительное напряжение s_р=6,0МПа, обеспечивает сопротивление изгибающему моменту, вызывающему в сечении СС' напряжения s_М = ±6,0 МПа.

Можно найти и более удачное решение, если приложить то же обжимающее усилие Р=200кН не центрально, а с эксцентриситетом по отношению к центрально оси сечения балки, как это показано на рис. 19.2а. При таких условиях равномерно распределенная нагрузка на балку будет в два раза больше, то есть 2,0 кН/м. Дополнительные усилия, приложенные таким образом, чтобы противостоять усилиям от внешней нагрузки, позволили получить из отдельных блоков вполне работоспособную конструкцию. При этом в зависимости от положения обжимающего усилия можно эффективно влиять на величину нагрузки, воспринимаемой конструкцией.

Рис. 19.2. К испытанию № 2

Предварительное напряжение дает возможность полезно использовать избыток прочности балки в ненагруженном состоянии, чтобы компенсировать недостаточную прочность балки при действии нагрузки.

Классификация предварительно напряженных конструкций

Известные методы реализации предварительного напряжения конструкций можно разделить на три группы:

1) предварительное напряжение при помощи стальной арматуры, устанавливаемой в конструкцию (рис. 19.3а);

2) предварительное напряжение в результате действия горизонтальной реакции, создаваемой домкратами, установленными между жесткими опорами и напрягаемой конструкцией, либо расширением бетона, из которого она выполнена (см. рис. 19.3б);

1 – напрягаемая арматура; 2 – домкраты; 3 – жесткий упор;

4 – конструкция, подвергаемая предварительному напряжению.

Рис. 19.3. Предварительное напряжение конструкций при обжатии рабочей арматурой (а) и реакциями внешнего ограничения (б) – жесткими упорами

3) предварительное напряжение при использовании специальных технологических приемов, отличающихся от осевого натяжения арматурных стержней способами, относящимися к первой группе.

Наибольшее распространение в строительной практике имеют конструкции, в которых предварительное напряжение создают посредством натяжения рабочей арматуры, располагаемой, как правило, в растянутой зоне сечения. Предварительно напряженные конструкции могут быть классифицированы по следующим признакам:

1) по принципу действия напряженного армирования: а) одноосно предварительно напряженные; б) двухосно предварительно напряженные; в) объемно предварительно напряженные конструкции;

2) по методу изготовления: а) с натяжением на упоры; б) с натяжением арматуры на бетон; в) самонапряженные; г) сборно-монолитные (с обетонированными предварительно напряженными сборными элементами).

Представленная классификация может быть дополнена еще одним важным признаком как степень предварительного напряжения. По этому признаку различают:

– полное предварительное напряжение, если при действии эксплуатационной нагрузки напряжения в бетоне наиболее растянутых волокон сечения s_ct (как правило, на уровне напрягаемой арматуры) равны нулю;

– если растягивающие напряжения в бетоне s_ct не превышают допустимых значений, говорят об ограниченном предварительном напряжении;

– если величина растягивающих напряжений не ограничивается и растянутая напрягаемая арматура установлена исходя из уровня ограничения недопустимого чрезмерного раскрытия трещин, в этом случае принято говорить о частичном предварительном напряжении.

Технология создания предварительного напряжения в конструкциях

1) при предварительном напряжении арматуры на упоры; 2) при натяжении арматуры на затвердевший бетон; 3) посредством физико-химического натяжения (самонапряжения) при связанном расширении специальных (напрягающих)…

Сущность предварительно напряженных конструкций

Усилия (F), действующие при осевом растяжении железобетонного элемента без предварительного напряжения в зависимости от величины относительных… На участке деформирования ООТ распределение дополнительных усилий от внешней… (19.1)

Вопросы для самоконтроля

1. На какие группы можно разделить технологические подходы реализации идеи предварительного напряжения.

2. Как классифицируются предварительно напряженные конструкции по принципу действия напряженного армирования.

3. Перечислите методы создания предварительного напряжения в конструкциях.

4. Перечислите способы создания предварительного напряжения в конструкциях.

5. Какие эффекты позволяет получить предварительное напряжение железобетонных конструкций.

6. Почему высокопрочную арматуру не эффективно использовать без предварительного напряжения?

Лекция 20. Потери предварительного напряжения

Назначение величины предварительного напряжения

При расчете предварительно напряженных элементов в расчете учитывается предварительное напряжение в арматуре и , отвечающее такому состоянию… Нормы по проектированию железобетонных конструкций устанавливают следующие… где s0,max – начальное контролируемое предварительное напряжение арматуры;

Виды потерь предварительного напряжения

Можно условно выделить две группы потерь предварительного напряжения в зависимости от этапов его создания в конструкции: Группа А – или первые потери, происходящие в процессе изготовления конструкции… Группа В – или вторые потери, связанные со свойствами материалов, происходящие после передачи усилия обжатия и…

Определение потерь предварительного напряжения

Потери предварительного напряжения, вызванные трением о стенки каналов или о поверхность бетона конструкции. Контакт напрягаемого элемента с бетоном… Величину потерь усилия предварительного напряжения, вызванную трением в… (20.1)

Усилие предварительного обжатия

При расчете по предельным состояниям первой группы (20.29) При расчете по предельным состояниям второй группы следует рассматривать следующие нормативные значения усилия…

Нормальные напряжения при обжатии

(20.32) в которой (20.33)

Вопросы для самоконтроля

1. Как назначается верхний предел величины предварительного напряжения для стрежневой и проволочной арматуры.

2. Как назначается нижний предел величины предварительного напряжения для стрежневой и проволочной арматуры.

3. Из чего складывается первые потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре.

4. Из чего складывается вторые потери предварительного напряжения в предварительно напрягяемой арматуре.

5. Как назначается усилие предварительного обжатия при расчете по предельным состояниям первой и второй группы.

6. Какую роль играет коэффициент безопасности при расчете усилий предварительного обжатия.

Лекция 21. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций

Общие положения

Расчет по прочности нормальных сечений предварительно напряженных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил в общем случае… – напрягаемой fpd = 0,9 f02k / gs, при gs = 1,2; – без предварительного напряжения fyd = fyk / gs, при gs = 1,15.

Особенности расчета предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям первой группы

Можно выделить два основных способа, посредством которых учитывают предварительное напряжение при расчетах прочности нормальных сечений. В соответствии с первым и наиболее распространенным способом эффекты от… По второму способу предварительное напряжение в напрягаемой арматуре учитывается при определении xlim – граничной…

Расчет предварительно напряженной конструкции при передаче усилия предварительного обжатия

в элементах с натяжением арматуры на упоры – при осевом приложении усилия обжатия – 0,60fcm; – при внецентренном приложении усилия обжатия – 0,75fcm;

Вопросы для самоконтроля

1. Какие основные допущения принимаются при расчете железобетонных конструкций по прочности на действие изгибающих моментов и продольных сил.

2. Какими основными способами учитывают предварительное напряжение при расчетах прочности сечений.

3. Как сказывается предварительное напряжение на значении граничной относительной высоты сжатой зоны.

4. Как учитывается предварительное напряжение при расчете на действие поперечных сил.

5. Как сказывается предварительное напряжение на ширине раскрытия трещин и прогибах изгибаемых железобетонных элементов.

6. От каких факторов зависит среднее расстояние между трещинами при расчете ширины раскрытия трещин.

7. Как ограничиваются сжимающие напряжения в бетоне при передаче усилий обжатия.

8. В каких случаях допускается не производить расчет по трещиностойкости и прогибам в момент передачи усилия предварительного обжатия.

Лекция 22. требования по конструированию

Предварительно напряженных железобетонных конструкций

Общие положения

Предварительно напряженные конструкции необходимо проектировать с учетом следующих конструктивных требований:

- технологических – размещение арматуры, позволяющей качественно уложить бетонную смесь; учет унификации и особенностей устройства опалубочных форм;

- конструктивных – обеспечение выполнения требований работы конструкции по двум группам предельных состояний на всех стадиях работы;

- экономических – выбор рациональной формы поперечного сечения, класса бетона, арматуры, обеспечение защитного слоя бетона, гарантирующего долговечность конструкции.

Размещение арматуры в сечении

Таблица 22.1. Условия расположения напрягаемой арматуры в сечении Расположение … При стесненных условиях допускается располагать стержни попарно (без зазора между ними). Такая пара стержней при…

Защитный слой бетона

Защитный слой бетона может отсутствовать (например, при натяжении арматуры на бетон и ее расположении вне бетонного сечения) при условии защиты… Минимальное расстояние от поверхности предварительно напряженной арматуры или… Таблица 22.2.

Требования к анкеровке напрягаемой арматуры

При этом установка анкеров (анкерных устройств) на концах напрягаемой арматуры является обязательной, если: а) арматура натягивается на бетон; б) силы сцепления с бетоном недостаточны (например, гладкая проволока, многопрядевые канаты);

Вопросы для самоконтроля

1. В каких случаях установка анкерных устройств на концах напрягаемой арматуры является обязательной.

2. От каких факторов зависит расчетная длина анкеровки напрягаемой арматуры.

3. На какой длине, и в каких местах устанавливается дополнительная (косвенная) арматура.

4. С учетом каких конструктивных требований следует проектировать предварительно напряженные конструкции.

5. По каким условиям назначается толщина защитного слоя предварительно напряженных конструкций.

Руководство к практическим

Занятиям

Общие требования

В рамках данного руководства рассмотрены наиболее распространенные (типовые) ситуации расчета прочности и устойчивости при проектировании… В процессе решения задач допускается, по разрешению преподавателя использовать…

Тема 1. Расчет прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающих моментов

Цель занятия:Научиться определять, используя метод предельных усилий и упрощенный деформационный метод расчетную прочность нормальных сечений простой геометрической формы с одиночным и двойным армированием при действии изгибающих моментов.

На практических занятиях по данной теме рассматриваются задачи проверки прочности при известных значениях изгибающего момента, геометрических параметрах сечений и расчетных характеристик бетона и арматуры. Алгоритмы решений задач данного типа (рис 1,2,3) составлены в соответствии с положениями метода расчета по предельным усилиям (лекция 8) и упрощенного деформационного метода (лекция 9). Необходимая при самостоятельном решении задач справочная информация к определению расчетных характеристик бетона и арматуры, сортамент арматурных сталей и вспомогательные параметры расчетных условий приведены в приложениях 1,2, 3, 7,8.

Пример 1

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.1)

1. Рабочая высота сечения d=h-c=600-50=550 мм

Исходные данные: b, h, C, C₁, f_ck, g_с, f_cd_.f_yk, f_yd, A_s₁, M_Sd,

ξ<ξ_lim

ДА НЕТ

x_eff=x_lim *

M_Rd>M_sd

ДА НЕТ

Увеличиваем сечение или площадь арматуры

Условие прочности обеспечено

Конец

* Для элементов, выполненных из бетона классов С25/30 и ниже с арматурой классов S240, S400, S500 принимается x_eff₌x_lim_,в противном случае используется общая деформационная модель

Рис 1. Блок-схема алгоритма расчета прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля с одиночной арматурой при действии изгибающего момента по методу предельных усилий

сходные данные: b, h, C, C₁, f_ck, g_с, f_cd_.f_yk, f_yd, A_s₁, A_s₂, M_Sd,

ξ<ξ_lim

ДА НЕТ

x_eff=x_lim *

M_Rd>M_sd

ДА НЕТ

Увеличиваем сечение или площадь арматуры

Условие прочности обеспечено

Конец

Рис 2. Блок - схемаалгоритма расчета прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля с двойной арматурой при действии изгибающего момента по методу предельных усилий

Исходные данные b, h, с, f_ck, g_с, f_cd_.f_yk, f_yd, A_s₁, M_Sd, ε_cu_2,ε_sy,

ξ<ξ_lim

ДА НЕТ

M_Rd>M_sd

Увеличиваем сечение или площадь арматуры

Условие прочности обеспечено

Конец

Рис 3. Блок - схемаалгоритма расчета прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля с одиночной арматурой при действии изгибающего момента по упрощенному деформационному методу

2. Расчетная высота сжатой зоны:

мм

3. Расчетная относительная высота сжатой зоны:

4. Граничная относительная высота сжатой зоны:

где: ω=k_c-0.008·f_cd=0.85-0.008*13.33=0.74

k_c=0.85 для тяжелого бетона

5. Сравниваем значения относительной высоты сжатой зоны с граничной

Т.к. ξ=0.186<ξ_lim=0.581 определяем предельный момент, воспринимаемый сечением по формуле:

8. M_Rd=204.26 кН·м >Msd=200 кН·м, т.е. прочность сечения обеспечена.

Пример 2

Дано: Прямоугольное сечение с размерами b=300 мм, h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с= 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа, E_s = 20×10⁴ МПа), A_s1 = 3216 мм² (4Æ25 S500). Изгибающий момент M_Sd = 520 кН×м. Требуется: Проверить прочность сечения.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис 1.)

1. Рабочая высота сечения d=h-c=600-50=550 мм

2. Расчетная высота сжатой зоны:

3. Определяем значение относительной высоты сжатой зоны:

4. Граничная относительная высота сжатой зоны:

где: ω=k_c-0.008·f_cd=0.85-0.008·13.33=0.74

k_c=0.85 для тяжелого бетона

5. Сравниваем значения относительной высоты сжатой зоны с граничной.

Т.к. ξ>ξ_lim принимаем x_eff=x_lim=ξ_lim·d=0.581·550=319.55 мм

Определяем предельный момент, воспринимаемый сечением:

8. M_Rd=498.66 кН·м <M_sd=520 кН·м, т.е. прочность сечения не обеспечена.

Пример 3

Дано: Прямоугольное сечение с размерами b=300мм h = 600 мм, с = 50 мм, с₁ = 50 мм. Бетон класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа для

25мм ,

для

10мм E_s = 20×10⁴МПа), A_st = 982 мм² (2Æ25 S500). Сжатая арматура класса S 500, A_s₂=157мм (2

10) Изгибающий момент M_Sd = 240 кН×м. Требуется: Проверить прочность сечения.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.2)

1. Рабочая высота сечения d=h-c=600-50=550 мм

2. Расчетная высота сжатой зоны:

3. Расчетная относительная высота сжатой зоны:

4. Граничная относительная высота сжатой зоны:

где: ω=k_c-0.008·f_cd=0.85-0.008*13.33=0.74

k_c=0.85 для тяжелого бетона

5. Сравниваем значения относительной высоты сжатой зоны с граничной

Т.к. ξ=0.155<ξ_lim=0.581 определяем предельный момент, воспринимаемый сечением по формуле:

8. M_Rd=206,49 кН·м <M_sd=240 кН·м, т.е. прочность сечения не обеспечена.

Пример 4

Дано: Прямоугольное сечение с размерами b = 300 мм, h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа, E_s = 20×10⁴ МПа), A_st = 982 мм² (2Æ25 S500). Изгибающий момент M_Sd = 200 кН×м. Требуется: Проверить прочность сечения.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.3)

1. Рабочая высота сечения d=h-c=600-50=550мм

2. Расчетная высота сжатой зоны:

мм

3. Расчетная относительная высота сжатой зоны:

4. Граничная относительная высота сжатой зоны (предельная):

ε_sy=f_yd/E_s=450/20·10⁴=2.25‰

e_сu – определяется по таблице приложения 1.

5. Сравниваем значения относительной высоты сжатой зоны c граничной ξ<ξ_lim определяем предельный момент, воспринимаемый сечением по формуле:

где k₂ – поправочный коэффициент определяемый по табл. приложения 8

6. M_Rd=203,7 кН·м >M_sd=200 кН·м, т.е. прочность сечения обеспечена.

Допускается производить расчет с использованием таблиц приложения 7.1.

По значению ξ=0.230 находим α_m=0.162, что менее α_m_,_lim=0.375, следовательно растянутая арматура достигла предельных деформаций.

Находим величину предельного изгибающего момента, воспринимаемого сечением.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.

№1. Проверить прочность балки прямоугольного сечении с размерами b=200мм, h=600мм, с=50мм. Бетон класса С12/15. Растянутая арматура класса S400… №2. Проверить прочность плиты прямоугольного сечения с размерами b=1200мм,… №3. Проверить прочность балки прямоугольного сечения с размерами b=220мм, h=560мм, с=60мм. Бетон класса С30/37.…

Тема 2. Определение размеров прямоугольного профиля и расчет площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов из условия прочности нормальных сечений при действии изгибающих моментов

Цель занятия: Научиться определять, используя метод предельных усилий и упрощенный деформационный метод, требуемую по условиям прочности площадь поперечного сечения продольной арматуры, либо подбирать размеры прямоугольного сечения элементов железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов.

Рассматриваются задачи двух типов:

§ определение требуемой площади поперечного сечения продольной арматуры при известных геометрических параметрах элемента и расчетных характеристиках бетона и арматуры;

§ определение размеров поперечного сечения железобетонного элемента и расчет требуемой площади поперечного сечения продольной арматуры при выбранных классах прочности бетона и арматуры.

Кроме того, на практических занятиях из системы условий обеспечения прочности необходимо выполнить решение задач данного типа, используя примеры расчетов и блок-схемы их алгоритмов (рис.4....7), составленные согласно положений метода расчета по предельным усилиям и упрощенного деформационного метода, сущность которых рассмотрена в лекциях 8 и 9.

Необходимая при самостоятельном решении задач справочная информация к определению расчетных характеристик бетона и арматуры, сортамент арматурных сталей и вспомогательные параметры расчетных условий приведены в приложениях 1,2, 3, 7,8.

Пример 5

Дано: Прямоугольное сечение с размерами b=300 мм, h=600мм. Бетон тяжелый класса С²⁰/₂₅ (f_ck=20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417МПа). Изгибающий момент действующий в сечении M_Sd = 230 кН×м. Требуется: Определить площадь поперечного сечения и диаметр продольной арматуры.

Исходные данные M_Sd, b, h, f_yk, f_yd_, g_с,. f_cd_,,,f_ck,

требуется сжатая ненапрягаемая арматура

ДА НЕТ

либо по таблице приложения 7

ДА НЕТ НЕТ

конструирование

конец

Рис 4. Блок-схема алгоритма расчета площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающего момента по методу предельных усилий

Рис.5. Блок-схема алгоритма расчета площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающего момента по упрощенному деформационному методу при

Рис.6. Блок-схема алгоритма расчета площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающего момента по упрощенному деформационному методу при

Рис.7. Блок-схема алгоритма определения размеров прямоугольного сечения и расчета площади поперечного сечения продольной арматуры при действии изгибающего момента

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.4)

1. Задаемся с=50мм и определяем d

d=h-c=600-50=550мм

2. Определяем значение коэффициента

3. Граничная относительная высота сжатой зоны:

ω_с=0.85-0.008·f_cd=0.85-0.008-13.33=0.743

α_m,lim=ξ_lim(1-0.5·ξ_lim)=0.581·(1-0.5·0.581)=0.412

4. Определяем

5. Сравниваем α_m и α_m_,_lim. Так как α_m < α_m_,_lim – по расчету не требуется сжатая арматура.

6. Находим требуемую площадь растянутой продольной арматуры

Принимаем 2Ø32S500 (A_s₁=1232мм²)

Выполним расчет с использованием приложения 7:

При по табл. приложения 7

Так как , что означает полное использование растянутой арматуры.

Как видно, при использовании приложения 7 трудоемкость расчета существенно упрощается.

Пример 6

Дано: Прямоугольное сечение с размерам: b = 300 мм, h = 600 мм, с = 40 мм. Бетон тяжелый класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1.5 = 13.,33 МПа). Арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа). Изгибающий момент, действующий в сечении M_Sd = 230 кН×м. Требуется: Определить площадь поперечного сечения и диаметр продольной арматуры.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.5)

1. Определяем коэффициент :

2. Граничное значениекоэффициента :

По таблице приложения 1 для бетона С²⁰/₂₅ e_cu = 3,5 ‰,

по таблице прил. 8 ω_с = 0,81, k₂ = 0,416.

Для арматуры S500 при E_s = 20×10⁴ МПа

‰

Так как α_m=0.190< α_m_,_lim=0.375, сжатая арматура по расчету не требуется и растянутая арматура достигает предельных деформаций.

Тогда

При с₀=ω_с/k₂=0.81/0.416=1.947

Требуемая площадь растянутой продольной арматуры:

Принимаем: 2Æ25 S500 (A_s₁ =982мм²).

Выполняем расчет с использованием приложения 7:

При a_m = 0.150 по приложения 7 устанавливаем, что деформированное состояние сечения соответствует области 2, что означает достижение растянутой арматурой предельных деформаций.

При a_m = 0.150 по приложению 2 h = 0.915, а требуемая площадь растянутой арматуры A_s₁ = 953мм².

Как видно, при использовании приложения 7.1 трудоемкость расчета существенно упрощается.

Пример 7

Дано: Прямоугольное сечение с размерам: b = 300 мм, h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон тяжелый класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1.5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1.,5 = 13.33 МПа). Арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа). Изгибающий момент, действующий в сечении M_Sd = 470 кН×м. Требуется: Определить площадь поперечного сечения и диаметр продольной арматуры.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.6)

1. Определяем коэффициент:

.

2. Граничное значение

По таблице приложения 1 для бетона С²⁰/₂₅ e_cu = 3,5 ‰,

по приложению 8 ω_с = 0,81, k₂ = 0,416.

Для арматуры S500 при E_s = 20×10⁴ МПа

‰

α_m=0.389 > α_m_,_lim=0.375, свидетельствует о том что требуется арматура в сжатой зоне.

a_m=0,418 a_m_,_lim=0,368 что свидетельствует о том что требуется арматура в сжатой зоне.

Принимаем K_s₂=1 (полное использование сжатой арматуры), определяем величину требуемой площади арматуры в сжатой зоне сечения.

Принимаем 2Ø10 с площадью A_s₂=157мм²

Определяем

Определяем величину относительной высоты сжатой зоны

По приложению – при с₁/d=40/550=0.0727, k_s₂=1

Находим величину требуемой площади растянутой арматуры

Принимаем: 4Æ28 (A_s₁=2463мм²).

Пример 8

Дано: Изгибающий момент M_Sd =210 кН×м. Бетон тяжелый класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 450 МПа). Требуется: Определить размеры сечения балки и площадь сечения арматуры.

Решение:

1. Принимаем по конструктивным соображениям b=300мм

2. Задаемся рекомендуемым по экономическим условиям, значением относительной высоты сжатой зоны ξ=0.35

3. По приложению 7 определяем α_m=0.289

4. Расчетная высота сечения

5. Полная высота сечения h=d+c=426+50=476. Округляем h до размера кратного 50мм и принимаем равной 500 мм

6. d=h-c=550-50=500мм

7.

8. α_m_,_lim= ξ_lim· [1-0,5 ξ_lim]=0,581(1-0,5·0,581) =0,412

Так как α_m < α_m_,_lim – сжатая арматура по расчету не требуется.

9. По таблице приложения 7 при α_m=0.259 η=0.847

10. Требуемая площадь сечения растянутой продольной арматуры

Принимаем 3Ø25 (A_s₁=1473мм²)

Задачи для самостоятельного решения

№2. Подобрать оптимальную высоту и площадь продольной арматуры для плиты шириной b = 1200 мм при действующем моменте Msd = 180 кHм. Бетон тяжелый… №3. Определить площадь сечения продольной арматуры для балки прямоугольного… №4. Подобрать размеры поперечного сечения балки и площадь сечения продольной арматуры при изгибающем моменте Msd = 315…

Тема 3 Расчет прочности нормальных сечений и площади продольной арматуры железобетонных элементов таврового профиля при действии

Изгибающих моментов

Для решения задач данного типа необходимо обратить внимание на правила назначения эффективной ширины полки beff при расчете тавровых сечений… В зависимости от положения нейтральной оси в сжатой зоне таврового или… - при x hf’ – нейтральная ось пересекает полку;

Пример 9

Рис 9. Блок-схема алгоритма прочности таврового сечения при действии изгибающего момента для расположения нейтральной оси в ребре (метод предельных усилий)

Рис 10. Блок-схема алгоритма расчета площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов таврового профиля при действии изгибающего момента для случая расположения

нейтральной оси в полке

Рис.11. Блок-схема подбора арматуры в тавровом сечении при расположении нейтральной оси в ребре

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.8)

1. Положение границы сжатой зоны

=1·13,33·300·100=399900Н=399,9кН - продольная сила, воспринимаемая полкой таврового сечения

=417·982=409494Н=409,49кН - продольная сила, воспринимаемая арматурой

Так как N_f =399.9кН<Ns=409.49кН – граница сжатой зоны находится в ребре и расчет ведется как для таврового сечения.

2. Определяем d=h-c=600-50=550 мм

3.Расчетная высота сжатой зоны

мм

4. Относительная высота сжатой зоны:

5. Граничная относительная высота сжатой зоны:

где ω=k_c-0.008·f_cd=0.85-0.008*13.33=0.74

k_c=0.85 для тяжелого бетона

6. Сравниваем значения относительной высоты сжатой зоны с граничной

Т.к. ξ<ξ_lim определяем предельный момент, воспринимаемый сечением по формуле:

7. M_R_d=250 кН·м >M_sd=200 кН·м,

7. Прочность сечения обеспечена.

Пример 10

Дано: Тавровое сечение с размерами

= 300 мм, b_w=150 мм , =150 мм , h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа, E_s = 20×10⁴ МПа), A_st = 982 мм² (2Æ25 S500). Изгибающий момент M_Sd = 200 кН×м. Требуется: Проверить прочность сечения.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.9)

1. Положение границы сжатой зоны

=1·13,33·300·150=599849Н=599,8кН - продольная сила, воспринимаемая полкой таврового сечения

=417·982=409494Н=409,5 кН - продольная сила, воспринимаемая арматурой

Так как N_f=599,8кН>N_s=409.5кН – граница сжатой зоны находится в полке и расчет ведется как для прямоугольного сечения шириной b`_f = 300 мм.

2. Определяем d=h-c=600-50=550 мм

3. Высота сжатой зоны:

мм

4. Относительная высота сжатой зоны:

5. Граничная относительная высота сжатой зоны:

где ω=k_c-0.008·f_cd=0.85-0.008*13.33=0.74

k_c=0.85 для тяжелого бетона

6. Сравниваем значения относительной высоты сжатой зоны с граничной

Т.к. ξ=0.186<ξ_lim=0.581 определяем предельный момент, воспринимаемый сечением по формуле:

7. M_Rd=204.25 кН·м >M_sd=200 кН·м, следовательно прочность сечения обеспечена.

Задачи для самостоятельного решения.

№2. Проверить прочность балки таврового сечения с размерами bf=600мм,…

Контрольная работа №1

Для контроля степени усвоения пройденного материала по расчетам прочности нормальных сечений в методе предельных усилий и упрощенном деформационном методе железобетонных элементов прямоугольного и таврового профилей предусматривается контрольная работа, включающая две задачи:

§ первая задача – определение размеров прямоугольного профиля и расчет площади сечения продольной арматуры железобетонного элемента из условий прочности нормальных сечений при действии изгибающего момента;

§ вторая задача – расчет прочности и определение площади сечения продольной арматуры железобетонного элемента таврового профиля при действии изгибающего момента.

При выполнении контрольной работы допускается свободное пользование действующими нормативными документами (СНБ и СНиП).

Время, отводимое для выполнения контрольной работы, составляет 45 минут.

Тема 4. Расчет прочности и площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных конструкций при действии изгибающего момента и продольной силы с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем.

Цель занятия: Научиться определять прочность, а также подбирать площадь поперечного сечения продольной арматуры внецентренно сжатых железобетонных элементов с учетом влияния продольного изгиба.

Практические занятия по данной теме посвящены решению задач расчетов внецентренно сжатых конструкций с использованием приближенных методов, которые рассматривают сжатые элементы стержневых систем как «условно изолированные» в составе той или иной системы. В рамках темы занятия рассматриваются метод «устойчивой прочности», в котором полный расчетный эксцентриситет продольной силы с учетом продольного изгиба определяется с применением коэффициента увеличения изгибающего момента зависящего от условий критической силы (раздел 10.5, лекция 10).

При самостоятельном решении задач следует руководствоваться блок-схемой алгоритма расчета (рис.12) и примерами 11 и 12.

Пример 11

Дано: Колонна прямоугольного поперечного сечения многоэтажного несмещаемого каркаса с размерами b=300мм, h=500мм, с₁=с₂=50мм и расчетной длиной L₀=4500мм. В расчетном сечении, в пределах средней трети высоты этажа, действует продольная сила N_sd=1200кН и изгибающий момент М_sd=60кН. Бетон тяжелый класса прочности на сжатие С25/30

Арматура класса S500 расположена у наиболее нагруженных граней сечения количестве по 3Æ22 мм с каждой стороны (A_s₁=A_s₂=1140мм²):

Требуется: Проверить прочность сечения.

* управляемый итерационный цикл по методу половинного деления ** увеличить размеры сечения

Рис. 12. Блок-схема алгоритма расчета прочности сечения внецентренно сжатого элемента с учетом влияния продольного изгиба

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.12)

1. Согласно п.7.1.3.14. (СНБ) определяем условную критическую силу:

удовлетворяет условие 7.64. (СНБ);

Принимаем в расчете

2. Определяем коэффициент увеличения изгибающего момента в расчетном сечении за счет прогиба элемента:

3. Определяем с учетом прогиба расчетный эксцентриситет продольной силы относительно оси, проходящей через центр тяжести площади арматуры, расположенной у растянутой или менее сжатой грани сечения:

где случайный эксцентриситет согласно п.7.1.2.11 (СНБ).

4. Вычисляем значение граничной относительной высоты сжатой зоны ( п.7.1.2.4, (СНБ)):

где

для тяжелого бетона;

5. Запишем в общем виде формулу (см.п.7.1.2.19 (СНБ)) расчета напряжений в арматуре менее сжатой или растянутой грани сечения:

6. Получим в общем виде выражение для расчета прочности сечения. Расчетная прочность сечения согласно п.7.1.2.19 (CНБ) определяется из условий равновесия:

Соотношение параметров напряженного состояния сечения элемента

должно быть таким, чтобы соблюдалось равновесие внешних и внутренних усилий, связь между которыми можно выразить через эксцентриситет в виде:

Заменяя в этом соотношении величины и на равные им внутренние усилия, получим:

или после преобразований с учетом известных исходных данных, имеем:

Дальнейшее решение задачи сводится к определению итерационным методом последовательного подбора такого значения , чтобы левая сторона равенства (Ф) отвечала условию:

где заданная точность расчета, соответствующая максимальному сближению значений на соседних этапах итерационных циклов

(при достигается, как правило, удовлетворительная точность расчета).

7. Определяем прочность сечения колонны:

7.1 Вычисляем значение Ф, принимая диапазон варьирования для :

Точность расчета удовлетворяется.

7.2 Проверяем прочность сечения колонны.

Определяем величину предельной продольной силы, воспринимаемой сечением:

Поскольку выполняется условие:

прочность колонны обеспечена.

Пример 12

Дано: колонна многоэтажного рамного каркаса с размерами сечения b=450мм, h=500мм, c=50мм, с₁=50мм. Бетон тяжелый С³⁵/₄₅. (f_ck=35МПа, =1,5, f_yd=35/1.5=23.3МПа). Арматура класса S400 (f_yk=400МПа, f_yd=365МПа) симметрично распложена в сечении. В расчетном сечении действует продольная сила N_sd=1800кН и изгибающий момент М_sd=410 кН определенный с учетом случайного эксцентриситета и влияния продольного изгиба. Расчетная длинна колонны 6,8м.

Требуется: Определить площадь сечения арматуры.

Решение:

С учетом условий задачи, полный эксцентриситет приложения продольной силы равен

Изгибающий момент относительно центра тяжести растянутой арматуры равна:

Относительная высота сжатой зоны:

Для бетона класса С³⁵/₄₅ и арматуры класса S 500 по прил. 7 находим и .

Поскольку выполняется условие сечение находится в области деформирования 2 и коэффициенты K_s₁=1.0 и K_s₂=1.0.

Требуемая площадь сжатой арматуры

Поскольку гибкость колонны минимальный процент армирования, установленный нормами равен 0,2%.

Площадь как сжатой так и «растянутой арматуры» должна быть не менее .

Окончательно принимаем для «растянутой» и сжатой арматуры 225 S400 (A_s₁=A_s₂=982мм²)

Задачи для самостоятельного решения

№1.Определить площадь сечения арматуры колонны многоэтажного рамного каркаса с размерами сечения b=350мм,h=350мм,c=50мм,c1=50мм. Бетон тяжелый… №2.Проверить прочность колонны прямоугольного сечения для многоэтажного… №3.Определить площадь сечения арматуры колонны с размерами сечения b=320мм, h=450мм, c1=c2=55мм. Бетон тяжелый класса…

Тема 5. Расчет прочности и площади поперечной

Арматуры наклонных сечений изгибаемых

Железобетонных элементов

На практических занятиях по данной теме рассматриваются задачи двух типов: § проверка прочности при известных значениях действующей поперечной силы,… § расчет интенсивности поперечного армирования при известных значениях действующей поперечной силы, заданных…

Пример 13

Дано: Балка прямоугольного сечения с размерам: b_w = 300 мм, h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон тяжелый класса С²⁰/₂₅ (

). Поперечная арматура класса S500 (f_ywd = 348 МПа) 2Ø6мм A_sw=57мм². Шаг поперечной арматуры S=100мм


Схема нагружения балки	Требуется: Проверить прочность наклонного сечения балки.

Решение:

(алгоритм расчета по блок-схеме рис.13)-

1. Определяем внутренние усилия в балке:

2. Поперечное усилие, воспринимаемое наклонным сечением.

=181,5+183=364,5кН

где =2 – для тяжелого бетона, =0 и =0 – так как сечение прямоугольное и предварительное напряжение отсутствует.

где

=991мм<2d=1100мм

>d=550мм – принимаем =991мм

Так как =364,5кН>=300кН – прочность сечения обеспечена.

3. Проверка прочности по наклонной полосе между диагональными трещинами

- прочность

обеспечена где:

коэффициент, учитывающий наличие хомутов > принимаем =1,3.

Пример 14

Дано: Балка прямоугольного сечения с размерами = 200мм, h = 600 мм, с = 35 мм. Бетон класса С¹⁶/₂₀ Продольная арматура 2Æ25 S500 мм² Поперечная сила

кН Требуется: Подобрать поперечную арматуру.

Решение:

1. Используя приложения №1 – определяем расчетные характеристики материалов

МПа, МПа,

МПа

МПа, МПа,

МПа, мм

(П.7.2.2.8[1])

4. Поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры

кН

5. Так как кНкН, требуется расчет поперечной арматуры.

6. По конструктивным требованиям, предварительно, назначаем 28 класса S240

(мм)

7. Принимаем на приопорном участке шаг хомутов мм<

мм

В средней части пролета балки мм

Принимаем мм

8. Проверяем

10. Определяем

11. Коэффициент, учитывающий наличие хомутов

12. Несущая способность бетона по наклонной полосе между наклонными трещинами на действие главных сжимающих напряжений

кН>

> кН.

Таким образом, прочность по наклонной полосе обеспечена.

13. Погонное усилие, воспринимаемое хомутами на единицу длины

> Н/мм

14. Определяем

Нмм

15. Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента.

мм.

16. Принимаем длину горизонтальной проекции наклонного сечения мм

17. Проверяем

18. Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном

19. Проверяем мм

20. Поперечное усилие воспринимаемое хомутами, пересекающими наклонную трещину

21. Поперечная сила, воспринимаемая наклонным сечением

Окончательно принимаем для армирования балки в приопорных сечениях поперечную арматуру 28 класса S240(мм)

Задачи для самостоятельного решения.

№1 Проверить прочность балки по наклонным сечениям прямоугольного профиля с размерами b=200 мм, h=600 мм, с=50 мм., Бетон класса С12/15. Растянутая… №2 Проверить прочность плиты по наклонным сечениям прямоугольного сечения с… №3 Подобрать диаметр и шаг поперечной арматуры для шарнирно опертой балки пролётом 1,8 м., загруженной в третях…

Пример 15

Дано: Прямоугольное сечение с размерами b = 300 мм, h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон класса С²⁰/₂₅ (f_ck = 20 МПа, g_с = 1,5, f_cd = f_ck/g_c = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (f_yk = 500 МПа, f_yd = 417 МПа, E_s = 20×10⁴МПа), Ast = 982 мм² (2Æ25 S500). Изгибающий момент M_Sd = 200 кН×м. Требуется: Определить параметры напряженно-деформированного состояния, нормального сечения элемента при заданной нагрузке, момент образования трещин и прочность сечения.

Отчет по расчету задачи примера 15 в программе «БЕТА» представлен ниже на 6 страницах.

Задачи для самостоятельного решения

№2. Подобрать оптимальную высоту и площадь продольной арматуры для плиты шириной b = 1200 мм при действующем моменте Msd = 180 кHм. Бетон тяжелый… №3. Определить площадь сечения продольной арматуры для балки прямоугольного… №4. Определить, как изменяется прочность колонны прямоугольного сечения для многоэтажного несмещаемого каркаса с…

Контрольная работа №2

Для контроля степени усвоения пройденного материала по расчетам прочности нормальных сечений внецентренно сжатых, а так же изгибаемых железобетонных элементов по наклонным сечениям в методе предельных усилий и упрощенном деформационном методу предусматривается контрольная работа, включающая в себя две задачи:

§ первая задача – расчет прочности железобетонного элемента при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости;

§ вторая задача – расчет прочности наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов на действие поперечной силы (метод расчета на основе модели наклонного сечения).

Время, отводимое для выполнения контрольной работы, составляет 45 минут.

Вопросы к экзамену

1. Сущность железобетона

2. Структура бетона

3. Гарантированная прочность бетона

4. Класс бетона по прочности на сжатие. Марка бетона

5. Параметрические точки диаграммы «» регламентируемые нормами проектирования

6. Полная деформация бетона при однократном кратковременном нагружении. «Модуль продольных деформаций» бетона, его геометрическая интерпретация

7. Арматура для железобетонных конструкций. Назначение, технология изготовления

8. Параметрические точки диаграммы «» при растяжении регламентируемые нормами проектирования

9. Диаграмма растяжения различных арматурных сталей. Физический предел текучести и условный предел текучести стали

10. Условия совместной работы и факторы, обеспечивающие прочность сцепления арматуры и бетона. Длина анкеровки арматурных стержней в бетоне

11. Защитный слой бетона в конструкциях, его назначение, определение толщины

12. 1-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба (как протекает, чем заканчивается)

13. 2-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба (процесс образования и развития трещин)

14. Физическая сущность случаев разрушения по нормальному сечению в 3-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?

15. Предельное состояние конструктивной системы или ее элемента. (группы предельных состояний, расчетные условия)

16. Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры с учетом вероятностного подхода оценки изменчивости их прочностных характеристик

17. Расчет прочности железобетонных конструкций по 1-й группе предельных состояний

18. Расчет трещиностойкости и по деформациям железобетонных конструкций во 2-й группе предельных состояний?

19. Виды диаграмм деформирования и формы эпюр напряжений в бетоне сжатой зоны в методах расчета прочности железобетонных элементов при действии изгибающего момента и продольной силы?

20. Метод предельных усилий. Критерий определения расчетного случая разрушения нормальных сечений конструкций при действии изгибающего момента и продольной силы. Область применения расчета прочности.

21. Эмпирическая зависимость деформаций и напряжений в растянутой арматуре от относительной высоты сжатой зоны?

22. Основные расчетные формулы условий обеспечения прочности по нормальным сечениям для элементов прямоугольного профиля. Условия для определения необходимости установки сжатой арматуры

23. Прочность изгибаемых элементов таврового профиля. Положение границы сжатой зоны и расчетный случай (для таврового профиля)

24. Прочность изгибаемых элементов таврового профиля. Требования к вводимой в расчет прочности ширины свесов сжатой полки элементов таврового профиля

25. Общий вид системы уравнений для деформационного метода расчета прочности сечений

26. Критерии исчерпания прочности железобетонной конструкции по нормальному сечению в общем деформационном методе

27. Расчетная схема и расчетные уравнения для упрощенного деформационного метода определения прочности сечений прямоугольного профиля с двойным армированием.

28. Общий вид условия равновесия для расчета сечений с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем

29. Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых (условно изолированных) элементов стержневых систем

30. Отличия работы связевых и рамных (несмещаемых и смещаемых) стержневых систем железобетонных конструкций каркасов зданий. Короткие (негибкие) и гибкие сжатые железобетонные конструкции

31. Метод расчета «устойчивой прочности» гибких сжатых железобетонных элементов с использованием понятия условной критической силы

32. Полный расчетный эксцентриситет продольной силы (с учетомпродольного изгиба и случайного эксцентриситета)

33. Условия прочности центрально растянутых элементов (По какому критерию железобетонные элементы классифицируют как растянутые с малым, либо с большим эксцентриситетом)

34. Формы разрушения наклонного сечения железобетонной балки

35. Параметры железобетонного элемента, обеспечивающие расчетная прочность наклонного сечения без поперечного армирования

36. Условие прочности на действие поперечной силы по наиболее опасному наклонному сечению с поперечной арматурой

37. Прочность элементов с поперечной арматурой по наклонной полосе между диагональными трещинами

38. Прочность элементов с поперечной арматурой по опасному наклонному сечению на действие изгибающего момента

39. Условие прочности наклонного сечения с поперечным армированием элементов при действии поперечной силы по методу ферменной аналогии. Сущность метода

40. Прочность бетонного элемента при действии местной сжимающей нагрузки

41. Условие прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения железобетонного элемента

42. Условие прочности железобетонной конструкции при продавливании

43. Расчетная проверка усталостной прочности железобетонных элементов.

44. Ограничение предельного содержания арматуры в сечении железобетонных элементов (с какой целью назначается, в каких случаях)

45. Конструктивные требования к минимально - и максимально допустимым расстояниям между стрежнями продольной арматуры конструкций

46. Общие конструктивные требования установки поперечной арматуры в конструкциях

47. Шаг расположения поперечной арматуры в балках и плитах (как назначается)

48. Шаг расположения поперечной арматуры во внецентренно сжатых линейных элементах (как назначается)

Приложения

Приложение 1

Прочностные и деформационные характеристики тяжелых и мелкозернистых бетонов

Характеристики, единицы измерения	Класс бетона по прочности на сжатие
С8/10	С12/15	С16/20	С20/25	С25/30	СЗО/37	С35/45	С40/50	С45/55	С50/6О	С55/67	С60/75	С70/85	С80/95	С90/105
fck , МПа
f_c^G_,cube , МПа
f_cm , МПа
f_ctm , МПа	1,2	1,6	1,9	2,2	2,6	2,9	3,2	3,5	3,8	4,1	4,2	4,4	4,6	4,8
f_ctk_,_0,05, МПа	0,85	1,1	1,3	1,5	1,8		2,2	2,5	2,7	2,9		3,1	3,2	3,4	3,5
f_ctk_,_0,95, МПа	1,55		2,5	2,9	3,3	3,8	4,2	4,6	4,9	5,3	5,5	5,7		6,3	6,8
e_с₁, ‰	-1,7	-1,8	-1,9	-2,0	-2,1	-2,2	-2,25	-2,3	-2,4	-2,45	-2,5	-2,6	-2,7	-2,8	-2,8
e_с_u₁, ‰	-3,5	-3,2	-3	-2,8	-2,8	-2,8
e_с₂, ‰	-2	-2,2	-2,3	-2,4	-2,5	-2,6
e_с_u₂, ‰	-3,5	-3,1	-2,9	-2,7	-2,6	-2,6
n	2,0	1,75	1,60	1,45	1,40	1,40
e_с₃, ‰	-1,75	-1,8	-1,9	-2,0	-2,2	-2,3
e_с_u₃ , ‰	-3,5	-3,1	-2,9	-2,7	-2,6	-2,6
Примечание ¾ Для мелкозернистых бетонов, приготовленных с применением песков, имеющих модуль крупности М_к = 2,0 и менее (группа Б), значения прочностных характеристик f_ctm , f_ctk_,0,05, f_ctk_,0,95 следует умножать на поправочный коэффициент k_t = 0,65 + 6×10^–3 × f_c_,^G_cube .

Приложение 2

Характеристики ненапрягаемой арматуры

Класс арматуры	Номинальный диаметр	Вид поверхности	k = f_tk/f_yk	Нормативное сопротивление f_yk(f_0,2k), Н/мм²	Расчетное сопротивление f_yd(f_0,2d), Н/мм²	Расчетное сопротивление поперечной арматуры f_ywd, Н/мм²
S240	5,5¾40,0	Гладкая	1,08			174*
S400	6,0¾40,0	Периодического профиля	1,05			290*
S500	4¾5	Гладкая и периодического профиля	1,05				300*
6¾22	Периодического профиля	1,05				313*
25¾40	Периодического профиля	1,05				-
В сварных каркасах при диаметре поперечной арматуры 4 ¾ 5 мм или менее 1/3 диаметра продольных стержней.

Приложение 2.1

Характеристики напрягаемой арматуры

Класс арматуры	Номинальный диаметр, мм	Вид арматуры		Нормативное сопротивление f_pk (f_0,2k), Н/мм²	Расчетное сопротивление f_pdН/мм²
S540	16-36	Стержневая	1,0
S800	10-32	“	1,1
S1200	10-32	“	1,1
S1400	3-5	Проволочная	1,1
S1400	9-15	Канатная	1,1

Приложение 3

Сортамент арматуры

Диаметр, мм	Расчетные площади поперечного сечения, см², при числе стержней	Масса, кг/м	Сортамент стержневой армaтуры и проволоки
										S240	S400	S540	S500	S800	S1200	S1400
	0,071	0,14	0,21	0,28	0,35	0,42	0,49	0,57	0,64	0,71	0,052	—	—	—	+	—	—	+
	0,126	0,25	0,38	0,5	0,63	0,76	0,88	1,01	1,13	1,26	0,092	—	—	—	+	—	+	—
	0,196	0,39	0,59	0,79	0,98	1,18	1,37	1,57	1,77	1,96	0,144	—	—	—	+	—	+	—
	0,283	0,57	0,85	1,13	1,42	1,7	1,98	2,26	2,55	2,83	0,222	+	+	—	+	—	—	—
	0,503	1,01	1,51	2,01	2,51	3,02	3,52	4,02	4,53	5,03	0,395	+	+	—	+	—	—	—
	0,785	1,57	2,36	3,14	3,93	4,71	5,5	6,28	7,07	7,85	0,617	+	+	—	+	+	—	—
	1,313	2,26	3,39	4,52	5,65	6,79	7,92	9,05	10,18	11,31	0,888	+	+	—	+	+	—	—
	1,539	3,08	4,62	6,16	7,69	9,23	10,77	12,31	13,85	15,39	1,208	+	+	—	+	+	—	—
	2,011	4,02	6,03	8,04	10,05	12,06	14,07	16,08	18,1	20,11	1,578	+	+	+	+	+	—	—
	2,545	5,09	7,63	10,18	12,72	15,27	17,81	20,36	22,9	25,45	1,998	+	+	+	+	+	—	—
	3,142	6,28	9,41	12,56	15,71	18,85	21,99	25,14	28,28	31,42	2,466	+	+	+	+	+	—	—
	3,801	7,6	11,4	15,2		22,81	26,61	30,41	34,21	38,01	2,984	+	+	+	+	+	—	—
	4,909	9,82	14,73	19,63	24,54	29,45	34,36	39,27	44,13	49,09	3,853	+	+	+	+	+	—	—
	6,158	12,32	18,47	24,63	30,79	36,95	43,1	49,26	55,42	61,58	4,834	+	+	+	+	—	—	—
	8,024	16,08	24,13	32,17	40,21	48,25	56,3	64,34	72,38	80,42	6,313	+	+	+	+	—	—	—

Класс каната	Номинальн. диаметр каната, мм	Диаметр проволоки, мм	Площадь поперечного сечения каната, см2	Теоретическ. масса 1м длины каната, кг
S 1400			0.227	0.173
S 1400			0.51	0.402
S 1400			0.906	0.714
S 1400			1.416	1.116
S 1400		2.8	1.287	1.02

Приложение 4

Соотношение между диаметрами свариваемых стержней

в сетках и каркасах

Приложение 5

Минимально допустимая толщина защитного слоя (с учетом изменения №1 к СНБ 5.03.01-02.)

Минимально допустимая толщина защитного слоя бетона в мм	Класс по условиям эксплуатации
Х0	ХС1	ХС2, ХС3, ХС4	ХD1, ХD2, ХD3, XF1, XF2, XF3, XF4	XA1	XA2	XA3
С, мм
Примечания 1) Минимально допустимая толщина защитного слоя бетона установлена для арматуры, работающим с полным расчетным сопротивлением. 2) Минимально допустимая толщина защитного слоя бетона может быть уменьшена, но не более чем на 5 мм, в каждом из перечисленных случаев: а) если конструкция проектируется из бетона, имеющего класс по прочности на сжатие, превышающий не менее чем на один разряд минимальный класс бетона по табл. 1 для соответствующего класса по условиям эксплуатации; б) если проектируется вторичная защита бетона конструкции; в) если использована арматура, имеющая антикоррозионное покрытие. При этом суммарный размер, на который может быть снижена минимальная допустимая толщина защитного слоя бетона, не должен превышать 15мм, а минимально допустимая толщина защитного слоя бетона должна составлять не менее, мм: -для класса ХО-10; - для класса ХС1-15; - для классов от ХС2 до ХС4-20;

Приложение 6

Минимально площадь сечения продольной арматуры

в железобетонных элементах

Условия работы арматуры
1 Арматура S₁ — в изгибаемых элементах	0,15
2 Арматура S₁ — во внецентренно растянутых элементах (при расположении продольной силы за пределами рабочей высоты сечения)	0,15
3 Арматура S₁ и S₂ — во внецентренно растянутых элементах (при расположении продольной силы между арматурой S₁ и S₂)	0,15
4 Арматура S₁ и S₂ — во внецентренно протянутых элементах (при равномерном расположении арматуры по контуру сечения)	0,15
5 Арматура S₁ — в центрально растянутых элементах	0,20
6 Арматура S₁ и S₂ — во внецентренно сжатых элементах при: l₀ /i < 17 17 £ l₀ /i £ 35 35 < l₀ /i £ 83 l₀ /i > 83	0,10 0,15 0,20 0,25
Примечания 1 Минимальная площадь сечения арматуры, приведённая в настоящей таблице, относится к площади сечения бетона, равной произведению ширины b сечения элемента на уровне центра тяжести арматуры S₁ (для элементов таврового и двутаврового сечений — ширины стенки b) на рабочую высоту сечения d. 2 При равномерном расположении арматуры по контуру сечения принимают d = h.

Минимально площадь сечения поперечной арматуры

в железобетонных элементах

Бетон	r_sw_,_min при арматуре класса
S240	S400, S500
C¹²/₁₅ — С²⁰/₂₅	0,09/0,14	0,04/0,06
C²⁵/₃₀ — C³⁰/₃₇	0,14/0,21	0,07/0,11
C⁴⁰/₄₅ — C⁵⁰/₆₀	0,19/0,28	0,09/0,14
> C⁵⁰/₆₀	0,24/0,35	0,11/0,17
Примечания 1 Минимальная площадь сечения арматуры, приведённая в настоящей таблице, относится к площади сечения бетона, равной произведению ширины b сечения элемента (для элементов таврового и двутаврового сечений — ширины стенки b_w) на шаг s стержней поперечной арматуры. 2 Перед чертой даны значения r_sw_,_min при h £ 450 мм, после черты — при h > 450 мм.

Приложение 7

Таблица для расчета изгибаемых элементов прямоугольного сечения, армированных одиночной арматурой

Приложение 7.1

Таблица для практического расчета изгибаемых элементов симметрического сечения (бетон классов по прочности при сжатии С¹²/₁₅÷С⁵⁰/₆₀)

Расчетный параметр Область деформирования

Коэффициенты

Относительные деформации, ‰

x = x/d

w = C₀(1–h)

h = z/d

a_m

сжатия в бетоне e_с (+)

растяжения в арматуре e_st (+)

Область 1а

0,02

0,002

0,993

0,002

0,20

10,0

0,03

0,004

0,990

0,004

0,31

10,0

0,04

0,008

0,986

0,008

0,42

10,0

0,05

0,012

0,983

0,012

0,53

10,0

0,06

0,017

0,979

0,017

0,64

10,0

0,07

0,023

0,976

0,022

0,75

10,0

0,08

0,030

0,972

0,029

0,87

10,0

0,09

0,037

0,969

0,036

0,99

10,0

0,10

0,045

0,965

0,044

1,11

10,0

0,11

0,054

0,961

0,052

1,24

10,0

0,12

0,063

0,957

0,061

1,36

10,0

0,13

0,073

0,953

0,070

1,49

10,0

0,14

0,083

0,949

0,079

1,63

10,0

0,15

0,093

0,745

0,088

1,76

10,0

0,16

0,104

0,940

0,098

1,90

10,0

Верхний предел для области 1а

0,167

0,111

0,938

0,104

2,00

10,0

Область 1b

0,17

0,115

0,936

0,107

2,05

10,0

0,18

0,125

0,931

0,117

2,20

10,0

0,19

0,136

0,927

0,135

2,35

10,0

0,20

0,147

0,922

0,135

2,50

10,0

0,21

0,157

0,917

0,144

2,66

10,0

0,22

0,168

0,912

0,153

2,82

10,0

0,23

0,179

0,907

0,162

2,99

10,0

0,24

0,189

0,902

0,171

3,16

10,0

0,25

0,200

0,897

0,179

3,33

10,0

Верхний предел для области 1b

0,259

0,211

0,892

0,187

3,50

10,0

Область 2

0,26

0,210

0,892

0,188

3,50

9,96

0,27

0,219

0,888

0,194

3,50

9,46

0,28

0,227

0,884

0,200

3,50

9,00

0,29

0,235

0,879

0,206

3,50

8,57

0,30

0,243

0,875

0,213

3,50

8,17

0,31

0,251

0,871

0,219

3,50

7,79

0,32

0,259

0,867

0,225

3,50

7,44

0,33

0,267

0,863

0,230

3,50

7,11

0,34

0,275

0,859

0,236

3,50

6,79

0,35

0,283

0,854

0,242

3,50

6,50

0,36

0,291

0,850

0,248

3,50

6,22

0,37

0,300

0,846

0,252

3,50

5,96

0,38

0,308

0,842

0,259

3,50

5,71

0,39

0,316

0,838

0,264

3,50

5,47

0,40

0,324

0,834

0,270

3,50

5,25

0,41

0,332

0,829

0,275

3,50

5,04

0,42

0,340

0,825

0,281

3,50

4,83

0,43

0,348

0,821

0,286

3,50

4,64

0,44

0,356

0,817

0,291

3,50

4,45

0,45

0,364

0,813

0,296

3,50

4,28

0,46

0,372

0,809

0,301

3,50

4,11

0,47

0,380

0,805

0,306

3,50

3,95

0,48

0,388

0,800

0,311

3,50

3,79

0,49

0,397

0,796

0,316

3,50

3,64

0,50

0,405

0,792

0,321

3,50

0,51

0,413

0,788

0,325

3,50

3,36

0,52

0,421

0,784

0,330

3,50

3,23

0,53

0,429

0,779

0,334

3,50

3,10

0,54

0,437

0,775

0,339

3,50

2,98

0,55

0,445

0,771

0,343

3,50

2,86

0,56

0,453

0,767

0,348

3,50

2,75

0,57

0,461

0,763

0,352

3,50

2,64

0,58

0,469

0,759

0,356

3,50

2,53

0,59

0,478

0,755

0,360

3,50

2,43

0,60

0,486

0,750

0,364

3,50

2,33

Граничное значение для арматуры S500

0,61

0,494

0,746

0,368

3,50

2,25

Область 2 при арматуре S240 и S400, области 3 при арматуре S500

0,62

0,502

0,742

0,372

3,50

2,15

0,625

0,505

0,740

0,374

3,50

2,10

Граничное значение для арматуры S500 диаметром (4-5) и (25.40) мм

0,663

0,507

0,739

0,375

3,50

2,08

0,63

0,510

0,738

0,376

3,50

2,06

0,64

0,518

0,734

0,380

3,50

1,97

Граничное значение для арматуры S400

0,657

0,532

0,727

0,387

3,50

1,825

Область 2 при арматуре S240, области 3 при арматуре S400 и S500

0,66

0,540

0,722

0,390

3,50

1,75

0,667

0,540

0,722

0,390

3,50

1,75

0,67

0,542

0,721

0,391

3,50

1,72

0,68

0,550

0,717

0,395

3,50

1,65

0,69

0,558

0,713

0,398

3,50

1,57

0,693

0,561

0,712

0,399

3,50

1,55

0,70

0,567

0,709

0,402

3,50

1,50

0,71

0,575

0,705

0,405

3,50

1,43

0,72

0,583

0,701

0,408

3,50

1,36

0,73

0,591

0,696

0,411

3,50

1,29

0,74

0,599

0,692

0,415

3,50

1,23

0,75

0,607

0,688

0,418

3,50

1,17

0,76

0,615

0,684

0,421

3,50

1,11

Граничное значение для арматуры S240

0,769

0,622

0,680

0,423

3,50

1,05

Область 2 при арматуре S240, области 3 при арматуре S400 и S500

0,77

0,623

0,680

0,424

3,50

1,045

0,78

0,631

0,675

0,426

3,50

0,99

0,787

0,637

0,673

0,428

3,50

0,95

0,79

0,640

0,671

0,429

3,50

0,93

0,80

0,648

0,667

0,432

3,50

0,87

0,81

0,656

0,663

0,435

3,50

0,82

0,664

0,659

0,437

3,50

0,77

0,83

0,672

0,655

0,440

3,50

0,72

0,84

0,680

0,651

0,442

3,50

0,67

0,85

0,688

0,646

0,445

3,50

0,62

0,86

0,696

0,642

0,447

3,50

0,57

0,87

0,704

0,638

0,449

3,50

0,52

0,88

0,712

0,634

0,452

3,50

0,48

0,89

0,720

0,630

0,454

3,50

0,43

0,90

0,729

0,626

0,456

3,50

0,39

0,91

0,737

0,621

0,458

3,50

0,35

0,92

0,745

0,617

0,460

3,50

0,30

0,93

0,753

0,613

0,462

3,50

0,26

0,94

0,761

0,609

0,463

3,50

0,22

0,95

0,769

0,605

0,465

3,50

0,18

0,96

0,777

0,601

0,467

3,50

0,15

0,97

0,785

0,597

0,468

3,50

0,11

0,98

0,793

0,592

0,470

3,50

0,07

0,99

0,801

0,588

0,471

3,50

0,04

1,00

0,810

0,584

0,473

3,50

0,00

1,01

0,818

0,580

0,474

3,50

–0,04

1,02

0,826

0,576

0,476

3,50

–0,07

1,03

0,834

0,572

0,477

3,50

–0,10

1,04

0,842

0,568

0,478

3,50

–0,13

1,05

0,850

0,564

0,479

3,50

–0,17

1,06

0,858

0,560

0,480

3,50

–0,20

1,07

0,866

0,55

0,481

3,50

–0,23

1,08

0,874

0,550

0,481

3,50

–0,26

1,09

0,882

0,546

0,482

3,50

–0,29

1,10

0,890

0,543

0,483

3,50

–0,32

1,11

0,899

0,538

0,484

3,50

–0,35

1,12

0,907

0,534

0,484

3,50

–0,38

1,13

0,915

0,530

0,485

3,50

–0,40

1,14

0,923

0,525

0,485

3,50

–0,43

1,15

0,931

0,522

0,486

3,50

–0,46

Приложение 8

Значения коэффициентов для определения параметров сжатой зоны бетона упрощенного деформационного метода (параболически линейная диаграмма)

Приложение 9

Руководство к применению программы «БЕТА» для расчета прочности сечений, нормальных к продольной оси

В Полоцком государственном университете разработана программа БЕТА расчета прочности и трещиностойкости нормального сечения железобетонных элементов в соответствии с положениями СНБ 5.03.01-02 "Бетонные и железобетонные конструкции". Программа позволяет производить расчет параметров напряженно-деформированного состояния, ширины раскрытия трещин в нормальном сечении на любом этапе нагружения железобетонных элементов произвольного поперечного сечения и армирования (в т.ч. с учетом предварительного напряжения) при любом виде напряженно-деформированного состояния (сжатие, растяжение, изгиб, косое внецентренное сжатие, косой изгиб), а также подбор площади поперечного сечения рабочей продольной арматуры.

Главное окно программы разделено на три части: основное меню, левая и верхняя панель инструментов и рабочее поле. Основное меню программы состоит из одиннадцати пунктов (рис. 1). Левая панель инструментов программы является основной при работе с программой. Назначение ее элементов описывается ниже. На верхней панели размещены:

1. Кнопка отмены удаления;

2. Относительные и абсолютные координаты точки на рабочем поле;

3. Шаг координатной сетки рабочего поля

4. Масштаб;

5. Пиктограмма отображающая вид диаграммы бетона.

Геометрия железобетонного сечения в программе формируется из двух примитивов:

- многоугольник для фрагментов бетона;

- и круг для арматуры.

При создании железобетонного сечения возможно использование параметрических шаблонов. Поддерживаются шаблоны следующих видов сечений:

- Прямоугольного;

- Таврового;

- Двутаврового;

- Кольцевого;

- Пустотной плиты;

- Ребристой плиты.

Рис. 1. Главное окно программы БЕТА

Создание фрагмента бетона выполняется при выборе пункта меню «Бетон / Добавить фрагмент бетона» или выбором соответствующей кнопки пиктографического меню (Рис. 2).

После выбора инструмента выполняется рисование контура фрагмента. Для этого курсор мыши, принявший на рабочем поле программы вид рисующего инструмента, устанавливается в точку начала рисования. Если установлен некоторый шаг сетки, то положение курсора округляется к ближайшему дискретному положению на сетке.

Такая ситуация может потребовать более точного позиционирования курсора, тогда применимы два подхода:

- рисование близкого контура фрагмента с последующей более точной коррекцией ключевых точек;

- установка соответствующего шага сетки (например, 1).

Рис. 2. Диалог "Добавления бетона в проект"

Когда курсор позиционирован в выбранную первую точку контура, на верхней информационной панели отображаются абсолютные координаты курсора на рабочем поле программы. Для того чтобы зафиксировать точку контура на рабочем поле необходимо нажать левую клавишу мыши. Контур замыкается нажатием правой клавиши мыши.

Для того, чтобы модифицировать существующий контур, необходимо выделить его. Для этого достаточно в обычном режиме (курсор мыши представляет собой крестик) навести курсор мыши на фрагмент и нажать левую клавишу мыши. Контур при этом будет отмечен желтой канвой и будет открыт связанный с этим контуром диалог «Свойства» (см. рис. 2).

В диалоге имеется таблица, содержащая все точки контура. После того, как координаты любой точки изменены, необходимо сбросить выделение контура щелкнув мышкой на свободном поле. В этом случае изменения будут приняты.

Для облегчения поиска точки в таблице имеется возможность выделить отдельную точку отмеченного контура, при этом выбранная точка обрамляется красным квадратиком, соответствующая запись таблицы отмечается как выделенная и отображается часть таблицы, содержащая эту запись.

При нажатии в редакторе бетонов на кнопку «Диаграмма» показывается диаграмма деформирования бетона при осевом кратковременном сжатии. Эта диаграмма строится согласно пункту 6.1.5.2 СНБ 5.03.01-02.

При расчете сечений по предельным состояниям первой группы допускается принимать упрощенные диаграммы состояния для бетона (параболически-линейную, состоящую из отдельных прямолинейных участков и т. д.), эквивалентные базовой диаграмме.

Редактор бетонов позволяет создавать, редактировать и удалять бетоны, которые можно назначать фрагментам сечения, а также просматривать диаграммы деформирования бетонов. По кнопкам «Добавить» и «Редактировать» открывается один и тоже диалог.

Создание арматуры выполняется при выборе пункта меню «Арматура / Редактор арматурной стали» или выбором соответствующей кнопки пиктографического меню (Рис. 3).

На панели инструментов имеются управляющие элементы задания диаметра стержня и количества стержней в армопакете (пучке), или диаметра каната К-7 или каната К-19 и количества таких канатов. Для добавления арматуры курсор с изображением инструмента необходимо позиционировать на точке расположения арматуры и щелкнуть левой кнопкой мыши. Точка центра арматуры привязана к сетке. Выход из режима редактирования — правая кнопка мыши.

Для более точного позиционирования арматуры и редактирования ее параметров применяется диалог «Свойства», который вызывается, как и в случае редактирования свойств фрагмента бетона при выделении арматуры в обычном режиме.

Рис. 3. Диалог "Добавления арматуры в проект"

Создание арматурной стали проходит аналогично созданию бетона. Для открытия редактора материала арматуры можно воспользоваться меню (см. рис. 3) или, отметив некоторую арматуру и нажав кнопку «+» диалога «Свойства». У стали отличается диалог свойств стали. И добавлен диалог настройки реологических потерь для предварительно напряженной арматуры.

Удаление фрагментов выполняется при помощи инструмента удаления или выбором пункта «Удалить» в меню «Бетон» или «Арматура». Причем, если был выделен фрагмент бетона или арматура, то выполняется однократное удаление выделенного фрагмента. Если фрагменты не выделены, то включается режим последовательного удаления фрагментов. Курсор принимает вид ножниц и однократное нажатие левой клавиши мыши вызывает удаление выделяемого объекта. Отменить последнее удаление можно нажатием кнопки «Undo», и повторить нажатием кнопки «Redo».

Диалог параметров расчета открывается выбором меню «Усилия» и затем «Задать усилия / Расчитать / Подобрать продольное армирование».

Расчет выполняется по первой и второй группам предельных состояний. Причем просмотреть результат расчета в этом случае можно только для расчетных диаграмм. Расчет по второй группе предельных состояний выполняется только для определения ширины раскрытия трещины.

Рекомендуется следующая последовательность настройки расчета (рис. 4):

1. Определите одноосный или двухосный случай загружения Вы рассматриваете и установите флажки расчета по соответствующим осям;

2. Укажите, каков характер загружения (учет длительного воздействия нагрузки, неблагоприятного способа ее приложения);

3. Для подбора с учетом трещиностойкости: Установите максимально допустимую ширину раскрытия трещин по соответствующую классу эксплуатации конструкции;

4. Задайте усилия по I и II группе предельных состояний;

5. При расчете предварительно напряженных элементов: Задайте момент от собственного веса. Данный момент входит в заданный, т.е. заданные усилия не изменяются, но эта информация позволяет рассчитать предварительно напряженные элементы с учетом частичной компенсации усилий предварительного обжатия моментом от собственного веса.

Переключатель I и II групп предельных состояний позволяет ввести усилия от комбинаций расчетных и нормативных нагрузок соответственно.

Заданные усилия по I группе предельных состояний необходимы для:

1. Проверки прочности сечения;

2. Для подбора армирования по прочности;

3. Для расчета усиления: Для фиксации данного напряженно-деформированного состояния как начального для расчета усиления под нагрузкой.

Рис. 4. Диалог настройки расчета

Заданные усилия по II группе предельных состояний необходимы для:

1. Расчета ширины раскрытия трещины;

2. Для подбора армирования с учетом трещиностойкости;

3. Для расчета усиления: Для фиксации данного напряженно-деформированного состояния как начального для расчета усиления под нагрузкой по II группе предельных состояний.

Запуск расчета выполняется нажатием кнопки «Установить нагрузки и запустить расчет» (см. рис. 4).

Информация о результате расчета может быть доступна через связанную с любой эпюрой таблицу для заданных усилий. Или через отчет.

Поиск разрушающих усилий для нормального сечения выполняется методом последовательных нагружений с сохранением их пропорций. Усилия определяются с точностью до 0.01кНм по изгибающим моментам и 0.01кН по продольной сил. Программа выполняет анализ момента разрушения и делает заключение о причине разрушения.

Расчет определяет деформации в сечении, распределение которых соответствует уравнениям распределения деформаций по площади нормального сечения, обеспечивающие невязки по уравнениям расчетной модели менее 1 процента. Определенное напряженно-деформированное состояние сечения, нормального к продольной оси элемента, можно увидеть, построив эпюры или построив карту напряжений через меню «Просмотр».

Подбор арматуры ставит целью подобрать пропорционально увеличивая площадь, отмеченной для подбора, арматуры, которая обеспечит прочность для заданных усилий.

Отмечаемые арматуры необходимо выдержать в требуемой пропорции друг относительно друга, но установить у них заведомо меньшие диаметры. Для отметки арматуры применяется инструмент отметки, доступный через панель инструментов или через меню «Подбор/Отметить арматуру для подбора».

Отмечаемая арматура на рабочем поле выделяется черным цветом. Для того, чтобы сбросить выделение подбираемой арматуры можно воспользоваться меню «Подбор/Сбросить все выделенное». Для выполнения подбора необходимо назначить усилия, что выполняется через меню «Нагрузки» по кнопке «Установить нагрузки».

Запуск подбора выполняется через меню «Подбор/Подбор». В результате программа сообщит или о невозможности подобрать соответствующую площадь арматуры или о том, что прочность обеспечена. Далее можно сбросить выделение и работать с полученным сечением, как с обычным. Рекомендуется после подбора выполнить расчет. Подбор может завышать требуемое значение площади на 2,5 процента.

Отчет содержит сводную информацию о результатах последнего расчета.

Результаты последнего расчета доступны:

- непосредственно после расчета в сообщении о результатах;

- через эпюры;

- при просмотре отчета как такового.

Результаты недоступны пока горит индикатор выполнения расчета. Непосредственно после расчета выдается сообщение о результатах. Эпюры создаются подобно фрагментам бетона, но представляют собой отрезки прямой, простреливаемой при визуализации 100 точками. Включение показа эпюр влечет подсвечивание их на рабочем поле чертежа сечения. Дополнительно подсвечиваются значения напряжений наиболее сжатой/растянутой точки бетона и наиболее сжатой/растянутой арматуры.

Выделение эпюр допускается при щелчке мыши на начальной окружности у эпюры. С каждой эпюрой связан диалог-таблица, где можно в числовом представлении просмотреть значения деформаций, напряжений, координат простреленных точек и диаграммы соответствующих материалов.

Эпюры предварительно напряженных конструкций имеют заметные ступеньки, что является следствием дискретизации модели. Подсветить сетку соединяющую центры элементарных площадок можно через панель инструментов. Отчет строится для выбранной эпюры по всем рассчитанным вариантам. Построение отчета доступно через главное меню или панель инструментов (рис. 5). Отчет поддерживает «Экспорт/Импорт» отчетов в собственном формате, печать отчетов. Не допускает редактирования отчетов.

Рис. 5. Отображение окна результатов расчета

Приложение 10

Термины и определения

Арматура– элемент усиления конструкции (изделия) из бетона, органически включенный в еесостав. Арматура рабочая- арматура, сечение и положение которой определено расчетом. … Арматура конструктивная- арматура, сечение и положение которой определено условиями работы рабочей арматуры и (или)…

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Используемые теги: Железобетонные, конструкции0.041

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Железобетонные конструкции

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

ДЕРЕВО КАК МАТЕРИАЛ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ЦЕЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ. СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ПРОСТЕЙШИЕ СТРОПИЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ КРЕПЛЕНИЕ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Древесина как строительный материал известна с незапамятных времен В старину древесина применялась в простых конструктивных формах в виде стоек и... В нашей стране при изобилии лесных богатств древесина всегда являлась... Страницы летописи повествуют о том что еще в г при Владимире Мономахе в Киеве был построен большой деревянный...

КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине Железобетонные конструкции Курс лекций. Для специальностей «Архитектура» и «Промышленное и гражданское строительство»
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ... ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ...

Железобетонные и бетонные конструкции, требования к их безопасности
Важным моментом является проектирование и возведение перекрытий. Как потолочных, так и между этажами. От правильности их монтажа напрямую зависит… Возведение каждого вида перекрытия имеет свои особенности и нюансы, а так же… Есть особые требования, относящиеся и отдельно к каждому виду перекрытий. Эти требования зависят от того, какова…

Сирловская монадологическая конструкция социальной действительности
Такая оценка была дана и изучена в недавно опубликованной J. D. Velleman статье. Моя же точка зрения состоит в том, что порядок определения… Начну же я тем, что напомню читателю ряд взглядов Сирла. Размещены ли в голове… Подобное действительно имеет место в моей умственной жизни, происходя в моем мозгу, и подобным же образом для всех…

Модулятор и волоконно-оптическая линия связи для передачи телефонного сигнала. Конструкция и технология сборки

Конструкция аккумуляторной батареи
На сайте allrefs.net читайте: "Конструкция аккумуляторной батареи"

Детское кресло-качалка популярная и «живучая» конструкция
На сайте allrefs.net читайте: "Детское кресло-качалка популярная и «живучая» конструкция"

ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ... СЛАЙД СРС Сопротивление образованию трещин изгибаемых внецентренно сжатых и внецентренно растянутых...

ЛЕКЦИЯ № 11. КРИВИЗНА ОСИ ПРИ ИЗГИБЕ, ЖЕСТКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
слайд В таких случаях прогиб... При этом эпюру кривизны х по длине пролета железобетонного элемента разбивают на несколько участков в виде...

Обоснование необходимости конструктивной разработки. Описание существующих типов проектируемой конструкции сепаратора
На сайте allrefs.net читайте: Положительный опыт использования фракционного метода обработки, накопленный |зерноперерабатывающей промышленностью, позволяет сделать вывод, что...

0.028

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?

Подпишитесь на Нашу рассылку

Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail

Новости и инфо для студентов

Свежие новости
Актуальные обзоры событий
Студенческая жизнь

Соответствующий теме материал

Похожее
По категориям
По работам

Был бы эффект, а вывеска засветится. Использование физических эффектов в конструкциях наружной рекламы Идеально, если он задействует ресурсы, уже имеющиеся в системе. При рекламе каких товаров можно использовать лед со столь необычным свойством, Вы… Рис. 1. 1 - источник света, 2 - диафрагма, 3 - призма, 4 - экран.Почему бы не… Но в тот момент, когда пучок белого света падает на вершину призмы, лучи не проходят сквозь призму. Это значит, что…
Проектирование железобетонного путепровода На сайте allrefs.net читайте: "Проектирование железобетонного путепровода"
Лестница как архитектурная конструкция Основные функциональные требования, предъявляемые к архитектурным конструкциям во все времена, остаются одними и теми же, изменяется только их… В первую очередь лестница должна соблюдать законы функциональности и… Думаю, что очень интересно узнать о возникновении лестниц. Наверное, каждому из нас хоть раз приходилось столкнуться с…
Современные грузозахватные устройства, оборудование, инструменты, используемые для монтажа стальных и железобетонных конструкций. В процессе монтажа используются различные устройства, приспособления, оборудование, инструмент. Монтажные устройства и приспособления служат для… Данные на бирке выбивает завод-изготовитель, а величины этих данных вносит… Они являются своеобразным промежуточным звеном между крюком крана и монтируемым элементом. Среди грузозахватных…
Деревянные конструкции Основу каркаса составляют последовательно расположенные рамы, образованные двумя колоннами и ригелем. В качестве ригеля используется полигональная деревянная ферма. Колонны жестко…

Железобетонные конструкции

Что будем делать с полученным материалом:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?

Подпишитесь на Нашу рассылку

Новости и инфо для студентов

Реклама

Соответствующий теме материал

О Сайте